双馈感应风力发电系统新型功率控制策略研究

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1、第32卷第02期计算机仿真2015年02月文章编号：1006—9348(2015)02—0123—04双馈感应风力发电系统新型功率控制策略研究买买提热依木·阿布力孜，帕孜来·马合木提(新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830047)摘要：在风力发电功率优化控制问题的研究中，针对双馈感应风力发电系统稳定性问题，推导出双馈感应发电机转子d—q轴电流分量与定子无功功率及转矩之间的数学表达式，提出以定子无功功率和转矩作为参考输入的控制方法，得出系统功率转换的控制策略，建立了风电系统转子侧变换器的矢量控制框图。采用Matlab／Simulink，搭建了1．5MW风力发电系统的仿真模型。运行仿真模型

2、，得到了双馈感应发电机转子电流，双馈风力发电系统的有功功率、无功功率及三相输出电流等信号的波形曲线。仿真结果表明，改进控制策略提高了系统的鲁棒性和输出电能质量，证明了控制策略的有效性和可行性。关键词：双馈感应发电机；风能；功率控制策略；仿真中图分类号：TM743文献标识码：BAnImprovedPowerControlStrategyforDoubly—-FedInductionGeneratorWindPowerSystemMaimaitireyimuABUUZI．PazilaiMAHEMU『TI(CollegeofElectricalEngineering，XinjiangUnive

3、rsity，UmmqiXinjiang830047，China)ABSTRACT：Inthispaper，mathematicalexpressionsarcderivedforDoubly—FedInductionGeneratorWindPowerSystem，whichrepresenttherelationaboutrotorcurrentcomponentsofd—qaxis，statorreactivepowerandtorqueofDoubly—fedInductionGenerator，andthecontrolmethodisalsoproposeddependingo

4、nstatorreactivepowerandtorqueasreferenceinputs．Thecontrolstrategyforpowerconversionofthesystemisobtainedandthevectorcontrolblockdiagramoftherotorsideconverterisbuilt．Asimulationmodelof1．5MW访ndpowergenerationsystemises-tabhshedusingMatlab／Simulink．Byoperatingthesimulationmodel，thewavef01TllSofthes

5、ignalssuchasrotorcur-rents，activepower，reactivepowerandthree—phaseoutputcurrentfortheDoubly—FedInductionGeneratorWindPowerSystemareobtained．Thesimulationresultshowsthatthecontrolstrategyimprovestherobustnessandtheout—putpowerqualityofthesystem，andverifiestheeffectivenessandfeasibilityofthecontrol

6、strategy．KEYWORDS：Doubly—fedinductiongenerators(DFIG)；Windenergy；Powercontrolstrategy；Simulation1引言随着工业迅速发展，人类对能源的消耗越来越大，能源危机已经阻碍了社会的进一步发展⋯【2J。大规模开发以风能为代表的各类可再生新能源，已成为人类社会实现长期可持续发展的必然选择。基于双馈感应发电机(Doubly—FedInductionGenerator，DFIG)的风力发电机组，具有灵活调节有功和无功功率、实现最大风能捕获、减小机械应力和提高电能质量、变换器容基金项目：国家留学基金(201186

7、5505)；国家自然科学基金(61364010)收稿日期：2014—01—03修回日期：2014—04-08量小、成本低等特点，在大功率风力发电系统中得到广泛的应用‘3][4]。由于风力发电系统中风力具有随机性、不确定性的特点，当风力环境变化较大时，风力发电机的功率效率控制问题需要优化。控制风力发电机在最优转速下运行时，风力发电机输出最大的功率，最大限度的利用风能，提高了风力发电机的运行效率，因此如何控制风力发电机在这个最优的转速下