双馈异步发电机滞环矢量控制策略研究

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1、第33卷第4期四川电力技术Vo1．33，No．42010年8月SichuanElectricPowerTechnologyAug．，2010双馈异步发电机滞环矢量控制策略的研究郑岗，熊列彬，邢桂凤，高毅(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：根据双馈异步发电机组的运行特点，采用定子磁链定向的矢量控制技术，结合滞环电流控制技术，提出了一种新的转子励磁控制策略。利用Matlab软件建立了双馈异步发电机的仿真模型，对有功无功功率的解耦进行了仿真研究。仿真结果表明，该控制策略能够实现双馈发电机有

2、功功率、无功功率的独立解耦控制。关键词：双馈异步发电机；矢量控制；滞环电流控制；解耦控制Abstract：Accordingtotheoperatingcharacteristicsofdouble—fedasynchronousgenerator．anewcontrolmethodforrotorex—citationisproposedbyusingthestatorfluxlinkageorientation．Hystereticcurrentcontroltechnologyisintroduc

3、edintothemodulationofrotorsideconve~ertopredigestcontrolsystem．ThesimulationplatformbasedonMatlabisestablished．Itcanbeconcludedthatthestatorflux——orientedvectorcontrolstrategycanrealizeindependentdecouplingcontrolofactiveandre-·activepowerofdouble—fedasy

4、nchronousgenerator．Keywords：double—fedasynchronousgenerator；vectorcontrol；hystereticcurrentcontrol；decouplingcontrol中图分类号：TM3l1文献标志码：A文章编号：1003—6954(2010)04—0067—03=lZl=一r1il—l+o9ln3—21引言“r·：一rll’tl一尸t一tm(1)／L双馈电机采用交流电源励磁，通过调节其转子励“2=F2ira2+m2一(l—O92)砂2n．

5、T一2磁电流，不仅如同步电机一样可以调节无功功率，还“，2=r2i￡2+Pr2+(O9I—O92)2一可以调速，调节其有功功率，因此在抽水蓄能及风力定转子磁链方程为发电等方面具有广阔的应用前景。矢量控制技术I1=f1il—Zm2是交流传动调速系统实现解耦控制的核心技术，它通r-=一fmtz(2)过电机统一理论和坐标变换理论，把交流电机的定子沙2=一lmil+12i2电流分解成磁场定向旋转坐标系的励磁电流分量和￡2=一lmitl+12it2与之相垂直的转矩分量，然后分别对它们进行控制，电磁转矩、运动方程为

6、使交流电机得到和直流电机一样的控制性能。采用定子磁链定向的矢量控制技术，结合滞环电流控制技术，提出了一种新的转子励磁控制策略。利用Matlab软件建立双馈异步发电机的仿真模型，仿真结果说明，此控制方法可实现双馈电机有功功率和其中，r、r：分别为定转子绕组等效电阻；f，、f、f无功功率的快速、解耦控制。分别为m—t轴定转子绕组自感及互感；ii、i、iu1、f1、M、／z2分别为m—t轴定转子电流与电2双馈发电机及其控制策略压；qJ。、、分别为m—t轴定转子磁链；o9。为2．1双馈发电机(DFIG)数学模型

7、定子同步电角速度；为转子电角速度；tO=∞。一60定子侧电压、电流正方向按照发电机惯例，转子侧为转差角速度；p为微分算子；J为转动惯量；／1为电电压、电流正方向按照电动机惯例，可写出双馈发电机机极对数；re、T．分别为电磁转矩和机械转矩。在定子同步速m—z两相坐标系下的数学模型。2．2DFIG定子磁链定向矢量控制定转子电压方程为为了使定子电压的相位、幅值、频率同电网电压·67·第33卷第4期四川电力技术Vo1．33。No．42010年8月SichuanElectricPowerTechnologyAug

8、．，2010保持一致，满足并网要求，需要根据电网电压的信息来对转子励磁电流进行控制。由于大容量发电机在dim2工频下电感远大于电阻，所以电阻可以忽略不计。文pg『上f2=r2￡2++l2中选取m轴方向与定子磁链方向重合，定子端电压==矢量u滞后磁链矢量。90。，“为三相系统相电压的dia=F2L‘t2十6一。3，L—2+36／L—2幅值，如图I所示。UmM“●．￡．式(7)～(10)组成了双馈异步发m电机定子磁链定向控制的基本关系式。+一m