变速恒频双馈风力发电柔性并网控制

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1、l墨，：咖第M届中酏工仪器赚产蚣展舰暨展会技术热点变速恒频双馈风力发电柔性并网控制顾勇吴国祥唐慧(南通大学，电子信息学院，江苏南通226019)摘要：传统的风力发电并网方式为“剐性并网”，在并网瞬问会产生很大的冲击电流。本文根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点，将矢量控制的定子电压定向技术应用在双馈发电机的并网控制上，对风力发电的“柔性并网”进行了分析，即根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流，在变速条件下实现无冲击电流并网，实现了输出有功和无功功率的解耦控制。建立了交流励磁发电机空载并网、负载并网、并网后的稳态运行和电网波动情况下的不脱网控制模型，完整的仿真研究验证了变

2、速恒频风力发电柔性并网控制策略的正确性与有效性。关键词：变速恒频；柔性并网；解耦；定子电压定向；建模仿真中图分类号：TM310文献标识码：BFlexibleGrid——connectionControlStrategyforVSCF陟铴dPowerGenerationGUYong。WUGuo--xiang，TANGHui(SchoolofElectronicsandInformation，NantongUniversity，Nantong226019，Jiangsu，China)Abstract：Traditionalwindpowergenerationwasrigidlyc

3、utin，thecurrentimpactongridconnectionisextremelybi曲．Inthispaper．byanalyzing1"1111characteristicofAC--excitedvariablespe2：dconstantfrequency(AEVSCF)windpowergenerator，statorvoltageorientedvectorcontroltechniqueisusedindoublyfedinductiongenerator(DFIG)，flexiblegrid--connectiontechniqueisanalyz

4、ed，gridvoltageandrotorspeedarecalculatedtomakegeneratoroutputvolmgemeetgrid-connectionconditionwithoutovershootcurrentbyexcitatingrotorcurrentcontrol，andobtaindecouplingcontrolofactivepowerandreactivepower．Themodesofidle-loadandon-loadgridconnection，runninginreadystateandfaultridethrougharee

5、stablished，completesimulationconfreretheaccuracyandvalidityofflexiblegrid-connectioncontrolstrategyforVSCFwindpowergeneration．Keywords：variablespeedconstantfrequency(VSCF)，flexiblegrid---connection，decoupfing，smtorvoltageoriented，modelingandsimulation0．引言风能是一种非常具有开发潜力的可再生能源，随着风力发电技术的大力发展，其并网

6、技术也越来越得到重视11．甜。风力发电的并网系统是一个多变量、时变、复杂的非线性系统峰1。传统的风力发电并网技术主要有直接并网、准同期并网和降压并网，而发出电能的频率完全取决于原动机的速度，与励磁无关，并网后要求原动机为精确同步速，且在并网瞬问产生很大的冲击电流和引起电网电压的波动。近年来变速恒频双馈风力发电得到了各国学者的广泛关注和重视14,5I。为此，变速恒频双馈风力发电并网特别是柔性并网技术更是成为研究的热点1631。变速恒频双馈风力发电的柔性并网包括并网前的控制策略和并网后的控制策略，并网前的控制主要是调节转子的励磁电流，使定子电压满足无冲击电流并网条件，而并网后又分为

7、三大运行区：最大风能追踪区、转速恒定区和功率恒定区，其中最大风能追踪区是主要的运行区，其目的是追踪最大风能，最大限度一49—2009第十八届中国电工仪器仪表产业发展论坛暨展会技术热点地提高风力发电系统的运行效率。目前，国内外相关研究主要集中于并网后基于定子磁链定向双馈电机有功功率和无功功率的解耦控制18,9J，对并网前定子电压控制的研究很少，且限于定子磁链定向llO)。本文对变速恒频双馈风力发电柔性并网控制策略进行了较为系统的研究，对其空载并网、负载并网、并网后的稳态运行和电网波动情况下的不