双馈异步风力发电系统网侧变换器控制研究

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1、第49卷第11期电力电子技术2015年11月PowerElectronics双馈异步风力发电系统网侧变换器的控制研究张丹，陶彩霞，周阿毛，朱泱(1．兰州交通大学，自动化与电气工程学院，甘肃兰州730070；2．南京工程学院，江苏配电网智能技术与装备协同创新中心，江苏南京211167)摘要：网侧变换器的控制是双馈风力发电变流系统稳定运行的关键。在深入分析网侧变换器数学模型的基础上．设计了一套内环电流PR调节、外环电压PI调节的双闭环控制系统。与此同时，在Matlab／Simulink软件中搭建其仿真模型，且采用M语言简化了空间矢量脉宽调

2、制(SVPWM)模块的研发，并进一步完成了相关仿真研究。在已搭建的双馈风力发电实验平台上开展了实验研究。结果表明，所提控制方法及相关设计满足要求。关键词：变换器：风力发电；双闭环控制中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2015)11-0019—02ResearchonDouble．fedInductionWindPowerSystemGirdSideConverterZHANGDan，TA0Cai—xia，ZH0UA—mao2，ZHUYang2(1．LanzhouJiaotongUniversity，Lan

3、zhou730070，China)Abstract：Controllingofthegridsideconverteristhekeyofdoublyfedwindpowerconvertersystemoperation．Asetofdoubleclosedloopcontrolsystem，namelyinnerloopcurrentPRregulatingandouterloopvoltagePIregulating，basedontheanalysisofthemathematicalmodelofgridsideconver

4、terisdesigned．Atthesametime，asimulationmodelisbuiltinMatlab／Simulinksoftware，Mlanguageisusedtosimplifythedevelopmentofspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)module，andtherelevantsimulationstudyisfurthercompleted．Experimentalstudyiscar—riedoutindoublyfedwindpowergeneratio

5、nexperimentplatformwhichhasbeenbuilt．Theresultsshowthatthepro—posedcontrolmethodandthedesigncanmeettherequirements．Keywords：converter；windpowergeneration；doubleclosedloopcontrolFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51347010)；YouthNatura

6、lSci—eneeFoundationofJiangsuProvince(No．BK20130740)1引言用电流PR调节器，外环采用电压PI调节器，并通过M语言编程开发了SVPWM算法仿真模块，搭在风力发电研究中。现阶段广泛使用的是交建了网侧变换器仿真模型，研究系统相关控制策流励磁变速恒频双馈异步风力发电系统，它通过略。最后通过实验进行验证。电力电子变换器对转子实施交流励磁。该系统采用双馈异步风力发电机(DFIG)，定子直接挂接电2系统网侧变换器的数学模型网，转子通过三相交一直．交变换器实现励磁，功率网侧变换器控制系统的目的是直流侧

7、电压的可通过定子、转子双通道与电网实现交换，同时能稳定，实现网侧单位因数，同时为转子侧变换器的实现有功、无功的灵活控制【”。功率双向流动提供通道[5]。其主电路如图1所示。在理想电网条件下．网侧变换器主要控制直流母线电压的稳定．并获得良好的交流输入性能【2]。目前，双馈异步风力发电系统网侧变换器的矢量控制研究中，主要采用PI调节器【，。这里内环采图1网侧变换器的主电路基金项目：国家自然科学基金(51347010)；江苏省青年自Fig．1Maincircuitofgridsideconverter然科学基金(BK20130740)定稿日

8、期：2015—03—10图1中，，，分别为三相电网的相电压；作者简介：张丹(1989一)，男，安徽马鞍山人，硕士，研究i，i，i分别为三相输入电流；C为直流母线电方向为电力电子与电力传动、新能源发电技术。容；，I_为直流