变速恒频双馈风力发电系统网侧变流器控制策略研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com变速恒频双馈风力发电系统侧变流器控制策略研究姜香菊，等变速恒频双馈风力发电系统网侧变流器控制策略研究姜香菊，刘二林(兰州交通大学甘肃兰州，73007O)摘要：变速恒频双馈风力发电系统通常采用磁链定向、转予磁链定向和气隙磁场定向进行控制，这些控制系统的结构设计复杂，控制精度不高。为了进一步提高风力发电系统的控制效果，论文对变速恒频双馈风力发电系统的双PWM变流器进行了详细的分析，针对网侧变流器建立了数学模型，对侧变流器的控制策略进行了研究，并采用电压、电流双闭环控制策略对系统中的网侧变流器进行控制。仿真结果显示，双闭环控制策略系统经

2、过短暂的振荡之后能够快速实现状态的转变，达到预期效果。关键词：变速恒频；风力发电；嘲侧变流：矢量控制Abstract：Vailablespeedconstantfrequency(VSCF)doubly．fedwindpowergeneratorsystemusua1]Yadoptsthefluxorientation，rotorfluxorientationandairgaDmagneticfieldorientedtocontro1．Thecontrolsystemstructureiscomplexandthecontrolprecisionisnotl1ig

3、h．Inordertofuftherimprovetheconlroleffectofwindpowersysten1，thesisforVSCFdoubly—fedwindpowergenerationsystemwithdualPWMconvenerisanalyzedindetailandmathem~ficflmodelisestablishedforthegridsideconverter．Thecontrolstrategyforthegrid-sideconverterisstudied．andthegrid-sidesideconveneriscon

4、trolledbydoubleclosedloopcontrolstrategyofvoltageandcurrentfeedback．Thesimulationresultsshow，doubleclosed-loopcontrolstrategyafteratransientoscillationcarlrealizethechangeofstateandachievethedesiredeffect．Keywords：VSCF；Windpowergenerator；Grid-sideconverter：Vectorcontrol中图分类号．、TM85文献标识码

5、：A文章编号：1001-9227(2012)02-0004-04O引言向流动，功率因数町调的特点，故其是变速恒频双馈风力矢量控制主要分为按定子磁链定向控制、转予磁链发电系统的最佳供电设备。双PwM变流器主电路拓扑结定向控制和气隙磁场定向控制等几种¨。。变速恒频双馈风构如图1所示。力发电系统如果使用转子磁链定向控制或者气隙磁场定向控制，定子绕组中会存在漏抗压降，其会在定子的端电一⋯r一一r’一————一’—_I_7—市市—压矢量和磁场定向控制参考轴之间产生相位偏差。这一LjJ、JI、lIJL—ar1—口～1I}将会使得定子侧有功功率和无功功率的解耦控制变得复【R￡_～

6、1／gb“___ir。11杂，从而影响控制效果和精度。若使用定子磁链定向矢量_厂LJ一。II¨控制，则需要对定子磁链进行观测，使得控制系统的结构设计复杂化。为了解决以上问题，本文对风力发电系统常L{^采用的双PWM变流器的网侧变流器进行了研究，建立了数㈠l_l_lI1．1_'、学模型，并采用了电压、电流双闭环控制策略对其进行控l双PWM变流器丰}U路拓扑结构幽制。1中U、u、u。是三相电嘲电压通过变流器后的二1双PWM变流器结构分析次侧相电压，u、U、U分别是转了二相绕组反电动L、变速恒频双馈风力发电系统常用的是双PWM变流器R分别是交流进线电抗器电感和电阻；LR分

7、别是转了单(背靠背恒压源变流器)，目前可用于交流励磁的变流器主相绕组漏感和电阻；C是直流侧电容。两个PWM变流器通过要有交一交变流器和交一直交变流器两种。交一交变流器直流链相连接，直流侧母线电压的稳定靠滤波电容C来实是指无直流环节、直接将较高固定频率的电压变换为频率现。较低且频率可变的输出电压的交流器，由反并联的晶闸管相控整流电路组成圳。该电路所需晶闸管元件数量较多，2网侧变流器控制策略研究控制复杂；功率因数较低，特别在低速运行时，需要适当调节网侧变流器输出交流电压的幅值和相位就能摔补偿；且输入、输出特性差，一般用在大型水利发电系统制电感电流大小以及电流与电网电