交流励磁变速恒频风力发电系统控制与仿真

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1、西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2010)Vo1．26No．3297文章编号：1006-4710(2010)03-0297-07交流励磁变速恒频风力发电系统的控制与仿真王君瑞，钟彦儒(1．西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048；2．北方民族大学电气信息工程学院，宁夏银川750021)摘要：本研究在分析旋转坐标系下双馈异步发电机(DFIG)数学模型的基础上，采用定子磁链定向方式，推导空载并网控制和DFIG矢量控制策略，通过DFIG功率控制实现最大风能追踪。在

2、Mat-lab／Simulink环境下，构建整个交流励磁风力发电系统的仿真模型，并进行空载并网、发电机有功、无功功率独立调节、最大风能捕获运行的仿真研究。仿真结果验证了矢量控制方案的有效性。关键词：风力发电；交流励磁；定子磁链定向；空载并网；矢量控制中图分类号：TM315文献标志码：AControlandSimulationOfAC．ExcitedVariable．SpeedConstant-FrequencyWindPowerGenerationSystemWANGJun-rui一．ZHONGYan．1％1(1．Faculty

3、ofAutomationandInformationEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China；2．SchoolofElectricalandInformationEngineering，NorthUniversityforEthnics，Yingchuan750021，China)Abstract：Basedontheanalysisofthemathematicmodelofdoubly—fedinductiongenerator(DFIG)inther

4、otationalrefereneeframe，statorfluxorientationisadoptedtodeduce，idleloadgrid—connectioncon—trolandvectorcontrolstrategyofDFIG，bywhichthemaximumwindpowercouldbetraced．Anintegrat-edsimulationmodelfortheAC—excitedwindpowersystemisconstructedundertheMatlab／Simulinken-viro

5、nment，andsimulationinconditionsuchasidleloadgrid·connection，independentmodulationoftheactiveandractivepowerandcapturingofthemaximumwindpoweraredone．Thesimulationresultshaveverifiedthevalidityofvectorcontrolstrategy．Keywords：windpowergeneration；AC-excited；stator—fluxo

6、riention；idleloadgrid—connection；vectorcontro】风能是一种无污染的清洁能源，近年来风力发电系统是最具优势的方案之一_jJ。双馈发电机定电得到了迅速发展。变速恒频风力发电是20世纪子三相绕组接工频电网，转子绕组与幅值、频率、相末发展起来的新型风能开发技术，其在风速变化情位、相序均可调节的四象限变频器相连。因此与其况下可实时地调节风力发电机转速，从而最大限度他变速恒频风力发电系统相比，双馈风力发电系统地捕获风能，并且可实现发电机组与电网之间的柔所需变频器容量较少，可实现发电机定子有功和无性

7、连接，提高风力发电系统运行的动、静态稳定性，功功率的独立调节。本文研究了交流励磁变速因此变速恒频风力发电技术正受到国内外学者和恒频风力发电系统的控制策略。结合交流励磁发电工程界的关注。机两相旋转坐标系下的数学模型，论述了以定子磁链变速恒频风力发电有多种方案。其中采用双定向的空载并网控制和DFIG矢量控制策略。在分馈异步发电机的并网型交流励磁变速恒频风力发别构建风力机和交流励磁发电机仿真模型的基础上，收稿日期：2010-04—12基金项目：陕西省重点学科建设专项资金资助项目(00X901)。作者简介：王君瑞(1978一)，女，宁夏

8、吴忠人，博士生，研究方向为风力发电。E—mail：jr09110111@163．eom。钟彦儒(1950一)，男，湖北天门人，教授，博导，研究方向为电机及其控制，电力电子与电气传动等。E—mail：zhongyr@xaut．edu．cn。298西安理工大学学报(