功率协调控制在双馈风力发电系统中应用

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1、第47卷第7期电力电子技术Vo1．47，No．72013年7月PowerElectronicsJuly2013功率协调控制在双馈风力发电系统中的应用喻贝贝，王军，孙章，李全(西华大学，电气信息学院，四JII成都610039)摘要：针对双馈感应式发电机(DFIG)系统变流控制问题，提出一种改进的功率协调控制策略。基于该策略设计了一种高效且具有DSP+FPGA双CPU架构的风电变流控制器．研制了10kW变流控制器并应用到双馈风力发电系统中。实验结果表明该控制器并网冲击小、动态响应快、并网电能质量好。关键词：双馈感应

2、式发电机；功率协调控制；变流控制器中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)07—0058—03TheApplicationofPowerCoordinatedControlinDFIGSystemYUBei—bei，WANGJun，SUNZhang，LIQuan(SchoolofElectricalandInformationEngineering，XihuaUniversity，Chengdu610039，China)Abstract：Aimingattheproblemo

3、fdoubly—fedinductiongenerator(DFIG)systemcontrol，thispaperproposesanim—provedstrategyonthebasisofpowercoordinatedcontro1．AnefficientDFIGconvertercontrollerisdesignedaccordingtothisstrategyandthecontrollerhasadual—CPUarchitecture：DSPandFPGA．Andultimately，thec

4、onvertercon—trollerisdevelopedandappliedin10kWDFIGgenerationsystem，theexperimentalresultsshowthatthecontrollercanreducegrid-connectshockeffectively，improvethedynamicresponseperformanceandgird-connectionpowerquality．Keywords：doubly—fedinductiongenerator；power

5、coordinatedcontrol；convenercontrollerFoundationProject：SupportedbyFoundationforInternationalCooperationofMinistryofScienceandTechnology，China(No．SQ2011ZOFO00004)；TheResearchFundofSichuanProvincialKeyDisciplineofPowerElectronicsandElectricDrive，XihuaUniversit

6、y(No．SZD0503-09-0)；TheInnovationFundofPostgraduate，XihuaUniversity(No．y~j2013101)1引言经实际应用验证，流经变流器的功率仅是额定功率的-,b部分，大大减小了变流器的容量，从而有近年来，能源问题已成为世界各国共同面临效降低了成本。的问题，风力资源作为一种可再生的清洁能源受到全世界的高度重视。DFIG以其优良的特性，在2双馈发电机多变量动态数学模型整个风力发电市场中占有相当大的比重．因此研双馈发电机的动态性能复杂．定、转子绕组之究双馈风

7、力发电机的控制策略．提高风力发电系间的耦合系数会随位置的变化而变化，即使忽略统的效率显得尤为关键【“。磁饱和效应，运动方程的系数仍是时变函数。这也在此首先分析了DFIG的动态数学模型．并基导致了系统建模的非线性。于数学模型，搭建其仿真模型。基于文献[2—4]，提为便于系统建模，在此将三相静止a，b，C坐出一种改进的功率协调控制策略．然后在此控制标系下的DFIG数学模型等效到两相同步旋转d，策略基础上，开发研制出双馈风电变流控制器．实q坐标系下，采用发电机惯例建模。为便于分析，现了变速恒频发电及有功、无功功率的独

8、立控制。先假设：①忽略空间谐波．设三相绕组对称，在空间中互差120。电角度，所产生的磁动势沿气隙圆基金项目：国家科技部中欧中小企业节能减排科研合作资周按正弦规律分布：②忽略磁路饱和，认为各绕组金项目(SQ2011ZOF000004)；四川省重点学科(电力电子的自感和互感都是线性的：③忽略铁心损耗．不考与电力传动)基金(SZD0503—09—0)；西华大学创新基金虑频率变化和温度变化对绕