双馈风力发电机系统控制策略

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1、双馈风力发电机系统控制策马超黑龙江中宇饶河风电投资有限公司摘要：在不断发展与时间的过程当中双馈风力发电机系统已经在原有基础上取得较为明显的进步，但在实际运用过程当中还是存在一定的缺陷与不足。这要求我们必须在提高重视程度的基础上借助先进的技术与手段对其进行不断的创新与改革，同时也在此基础上对此控制策略进行不断的深入研究。这不仅可促使双馈风力发电机系统控制工作得以顺利开展，同时也可促使供电工作得到保障。关键词：双馈型风力发电机；低电压穿越；控制策略在可持续发展观念的影响下，人们不断对新型可再生能源进行寻找，这是实现经济和生态发展可持续目标的重要手段。能源问题的不断恶化可直接提现出应用新型

2、可再生能源的重要性与必要性。在风电相关技术发展的同时风电并入电网技术也得到不断的完善与优化，这对双馈风力发电系统的可靠性提出全新的要求与挑战，因此我们说针对双馈型发电机系统所制定的策略有一定的意义与作用。一、风力发电机概述从本质上来说风力发电机是一种电力设备，主耍是通过机械功带动转子旋转并促使风能实现向机械能的转化，并输出交流电。垂直轴以及水平轴是现阶段两种一楼叶轮旋转轴的主要形式，相比较来说效率更高的是水平轴，因此在风力发电的过程，多数对水平轴进行使用。单叶式、双叶式、三叶式、多叶式是风力发电机叶片数目的几种主要形式,其中应用最为广泛的就是三叶式发电机。在实际应用中进行对比后我们可

3、以发现风力发电系统具有以下儿种，其中主要包括有恒速鼠笼型异步风力发电系统、变速恒频双馈感应风力发电机系统、无刷双馈风力发电系统、变速鼠笼型异步风力发电系统和永磁直驱型同步风力发电系统。二、双馈型风力发电机系统的模型和控制方法1.双馈风力发电机系统的运行原理首先我们从双馈风力发电机系统自身角度对其进行分析，再转化风能的过程当中发电机始终作为核心部分存在，在某种程度上来说发电机与绕组式异步电机Z间存在一定的相似性，因此，我们在实际对额定功率进行处理的过程中，只要而对转差就可以完成，这不会对变流器造成较大损耗，同时也可促使系统的效率得以提升。2.双馈风力发电系统的控制系统(1)定子磁场定向

4、矢量控制矢量控制是现阶段双馈型电机控制的主要策略，性能较好是这种控制策略的显著优势，受到不同适量定向的影响我们可将适量控制分为定子磁场定向以及电网电压定向两种。在实际完成整个控制工作的过程中，我们必须使用定子磁场定向，后者只能完成部分控制工作。(2)网侧PW变流器矢量控制策略在PWM型变流器的数学模型中，交流量是吋变的，所以无法设计控制系统。但是，对PWH型整流器进行变换坐标就能够对交流量去耦控制。因为PWM型变流器的主要靠电网供电，所以可以将相对静止的三相ABC坐标转换成根据电网的基频旋转的dq坐标，并实现设计简化。风力发电技术是涉及空气动力学、机械传动、电机、自动控制、力学、材料

5、学等多学科的综合性高技术系统工程。近20多年来，随着风电技术的不断提高,风电机组已由早期的小功率机组独立运行方式发展成为兆瓦级机组并网运行方式，风力桨叶调节方式己由定桨距失速调节方式改进为变桨距调节方式，发电机发电方式也由恒速恒频方式提高为变速恒频方式。现代风力发电技术发展趋势主要体现在提高风电系统效率、提高可靠性和降低成本这三方面。提高风电系统效率的主要方法为：增大单机容量和变桨距变速发电。作为提高风能利用率和发电效益的有效途径，风力发电机单机容量不断向大型化发展。1997年以前，全球兆瓦级机组市场份额还小到10%,2002年则达到62.1%,2003年全球安装的风电机组平均单机容

6、量达到1・2MW。目前1.5兆瓦及其以上的风机已基本上垄断了风电的市场…。三、对称电网故障下的控制策略无刷双馈型发电机系统由于拓扑结构受电网电压的影响较大，电压降会导致定子磁链中出现直流量，因此发电机定子电流就会不断变大。由于风力发电机转速相对较慢，则吸收风能的效率不变而输电功率将会减少，其中部分能量将会在系统中被消耗，因此就会产生故障。由于在传统的矢量控制方法中有缺陷，因此考虑定子磁链的动态变化，改进了矢量控制算法，改进Z后能够有效的解决电压下降时定子磁链中电磁产生过度的问题。当电网电压出现骤降时，风力发电机需保持并网实现低压穿越，这是对风电机组的新要求。对双馈风力发电机系统而言，

7、低压穿越时会遇到许多问题，目前常用的解决方式是采用主动式Crowbar电路，其作用是在发电机并网的状态下保护转子侧的变流器。文屮对不同类型的Crowbar电路进行比较分析，并对其在双馈风力发电机系统中的运行效果进行了仿真研究，仿真中仍采用上述的功率控制朿O四、不对称电网故障下的控制策略1.电网不平衡理论分析在一个多相系统屮不对称并不代表其不平衡，但在三相系统中，电路如果不对称那就表示电网不平衡。当分析不平衡电力系统时，通常利用对称分量法进行分析。该方法是将