基于虚拟磁链且开关频率固定双馈异步电机直接功率控制

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1、华北电：匀大学硕士学位论文摘要本文首先通过介绍风力发电系统的相关知识以及双馈异步电机的原理指出双馈异步电机可以在风速变化的情况下发出恒定频率的电力，也可以通过改变励磁电流的幅值和相位，调节输出的有功功率和无功功率，最大限度的提高风力发电机的效率。本文主要研究了双馈异步风力发电机在电网平衡情况下的控制方法。首先分析了转子侧及定子侧的电压源型变频器传统的基于坐标变换的电流矢量控制，并且进行了仿真验证。传统的基于电压源型变频器的电流矢量控制虽然实现了对交流电机转速与磁链控制的完全解耦，但是由于转子磁链难于准确测量，系统特性受电机参数的影响

2、较大，而且基于矢量旋转变换的技术不仅计算困难而且结构设计复杂。为了找到一种适合于双馈异步风力发电机的控制方法，本文介绍了多种先进的控制算法，并且对它们在电网平衡状态下的运行情况进行了比较。首先研究了一种被称为直接功率控制技术的控制方法。这种方法利用有功功率，无功功率变量替代了传统控制方法中的电流控制回路，从而达到了保持有功功率与无功功率稳定的目的。然后在此基础上引入i『．虚拟磁链技术以减少由于电网电压的波动对系统的影响，并且由于虚拟磁链的作用，省掉了在测量有功功率以及无功功率的过程中所需要的电压传感器。最后本文对全系统进行了仿真，其

3、中转子侧变频器采用了直接功率控制技术，定子侧变频器采用了电流矢量控制技术。仿真结果表明，基于虚拟磁链的具有固定开关频率的直接功率控制可以很好的改善系统的动态响应。关键词：风力发电；双馈电机；矢量控制：功率控制：虚拟磁链华北电力大学硕士学位论文AbstractThcknowledgeaboutwindenergygenerationandthepr毗ipleofdoubly-fedinductiongenerator(DFIG)isintroducedtopointoutthatDFIGcouldproducepowerwithcon

4、stanteequencyundervariablewindspeed．nalsocouldmanagetheoutputofactiveandreactivepowert0increasetheemciencyofthemachine．Thecontroltechnologiesofdoubly-fedinductiongenera_tor(DFIG)appliedt0windpowergenerationisunderstudydurillgsystembalances．Conventionald—qaXiscurrentcom

5、rolusingvoltagesourceconvertersforboththc掣idsidearldtherotorsideoftheDFIGareanalyzedandsilnulated．DFIGoperationisinvestigatedunderbalancedsystem．Aconventionald—axisandq—aXiscontrolapplicdtoVonagesourceconverter(VSCl)needscomplicatedcoordmatetransformationand主tsperformn

6、cedependshighlyonaccuratemachineparanleters．Multipleadvancedcontrolmethodsareexploredandcomparedfbrbalanceoperations．Aninnovativecontrolcalleddirectpowercontrol(DPC)isalsoinvestigated．ThiscontrolachieVesrealandreactiVepowerstabilityw“hsimpleactiveandreactivepowercontro

7、lvariablesreplaciIlgthecurrentcontrolloopsintheconventionalcase．AmodifiedDPCalgorithmintegratedwithVirtualnuxisproposedtoeliminatetheafrection仔omthesvstemdisturbances．ThesimuIationofthecompletesystemiscarriedoutinMatlabSimulinkusingPLECSblockset．Theresultsverifythatitc

8、angreatlyimpr0Vethedynamicperformancesofthesystem．Keywords：windpowergeneration，DFIG，Vectorcontrol，directpowercontrol，