基于svpwm双馈风力发电系统仿真

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1、内蒙古电力技术2010年第28卷第4期INNERM0NGOLlAELECTRICPOWER基于SVPWM的双馈风力发电系统仿真DoubleFedWindPowerGenerationSimulationSystemBasedonSVPWNTechnology刘昭睿。郝娟，王树一(内蒙古电力科学研充院，内蒙古呼和浩特010020)『摘要1在RTDS环境下构建基于SVPWM(空间矢量脉宽调制)的双馈型异步发电机及控制系统的仿真模型．其控制回路中所包含的矢量控制能够跟踪最大风能，从而获取最大能量。仿真1个容量为1．5MW双馈风力发电系统．发电机功率因数和直流电压具有可

2、控性，发电机输出有功功率、无功功率能够解耦控制。试验结果验证了系统的控制特性良好。『关键词1双馈型异步发电机；风力发电；SVPWM；仿真『文献标志码1B『文章编号1l008—6218(2010)04—0001—040引言调频调压的正弦波电源而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作1个整体来考虑，模型比较简单，随着风力发电机组容量的不断增大．提高运行便于微处理器的实时控制：开关频率高达1O20效率、最大程度地利用风能已经成为风力发电技术kHz．消除了低次谐波．在谐波性能上能满足DFIG研究的重要内容国内在双馈风电系统仿真技术已的励磁要求：输入输出特性好．对电网和发

3、电机造成有大量研究成果．但大多都是使用离线分析软件．研的影响比较小究结果与实际情况存在较大误差本文基于RTDS1．2模型(RealTimeDigitalSimu1ator，实时数字仿真)系统，无论是网侧变换器还是机侧变换器．均可用1依据内蒙古风场机组的实际数据．研究采用SVP—个统一的模型来表示，如图l所示。图中接于L．、、WM(SpacePulseVectorWidthMode1．空间矢量调k与中性点N间的小方框既可以表示三=三相负载．也制)技术的双馈风力发系统控制原理及过程．并在可以表示三相电源由于三相桥臂的开关状态互补．RTDS上建模进行仿真．为进一步研究

4、风机控制特一共可以形成8种开关状态组合：，坐标平面上性及风电场与电网之间的相互影响提供依据II一21旋转的任何电压矢量．均可以用该电压所在区间相邻的2个基本电压矢量共同作用来合成．可获得61SVPWM原理及模型【3-41种非零的特定矢量和2个零态向量因此．可以采用从逆变器的6个处于空间特定位置的开关状态矢量1．1原理及优势中．选择2个相邻的矢量与零矢量合成1个等效的SVPWM的原理是：以相对称正弦波电压供旋转空间矢量．调控其大小和相位．来实现三相逆变电时的三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标器输出电压的调控这种控制原理被称为电压空间准，以j相逆变器不同开关模式作

5、适当的切换．从而矢量PWM控制形成PWM(PulseWidthModulation，脉宽调制1波，图2是利用RTDS的Cbuilder(用户使用C语以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆传言开发模块的工具)开发的SVPWM功能模块．有4统的SPWM方法从电源的角度出发．以生成1个可个输入变量端口和3个输出变量端口：al、be、Udc、【收稿日期】2010—07—09[作者简介】刘昭睿(1982一)，女，河南省人，硕士，工程师。从事电网规划研究及计算分析工作。2内蒙古电力技术2010年第28卷第4期大小的无功功率rl、Tj2．2控制系统模型建立IV'--如图3所

6、示．控制系统通过2个相对独立的环=-LI＼lJ1———-[==卜N节对2个变换器分别进行控制：网侧控制实现交流_1=■(]一功率因数控制和在各种状态下保持直流环节电压稳j．_J定．确保机侧变换器乃至整个DFIG励磁系统可靠图1变换器模型图2SVPWM功能模块工作：机侧控制实现DFIG输出解耦的有功功率和无功功率Tpwm分别用于输入Ot轴分量轴分量、直流电压2．2．1网侧控制值、变换器开关周期。c、c、C33个端口输出的参考变图4是网侧控制结构图。网侧变换器吸收的有量与参考三角波比较后．分别控制变换器3组互补功功率是由定子电流的直轴分量i决定的，当交流开关(T1和

7、T4、T3和T6、T5和T2，见图1)的导通。侧输入功率大于负载消耗功率时．多余的功率使直流环节电容电压升高；反之，电容电压降低。因此，直2风力发电机组及控制系统模型建立流环节电压可通过i，进行控制，当负载增加时，直流环节电压低于参考值U(大于0)，网侧变换器工作于整流状态．从电网吸收更多的能量为直流环2．1双馈型异步发电机原理151节电容充电，使升高；反之，网侧变换器工作于逆随着电力电子技术和微机控制技术的发展．双变状态．直流环节向电网释放能量。故能够稳定馈型异步发电机fDoubly—FedInductionGenerator，简称DFIG1在风电领域得到广泛

8、应用。DFIG在结在给定