2mw双馈风力发电系统建模与仿真研究

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1、第44卷第6期电力电子技术Vo1．44，No．62010年6月PowerElectronicsJune20102Mw双馈风力发电系统建模与仿真研究董琳琅，王永，周飞(1．北京航空航天大学，北京100191；2．中国电力科学研究院，北京100192)摘要：在2MW双馈风电变流器的开发过程中，电磁暂态仿真是验证控制策略和制定相关技术参数的重要手段。建立了2MW双馈风力发电系统电磁暂态仿真模型，介绍了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术在PSCAD／EMTDC的实现方法，真实反映了变流器的动态开关过程和谐波特性。另对网侧变流器的软件锁相环(SPLL)进行了优化设计．使之

2、能快速、准确地跟踪电网基波正序电压，有助于改善网侧变流器在电网不对称故障期间的动态控制性能。关键词：双馈风力发电；空间矢量脉宽调制：软件锁相环中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2010)06—0002—03ModelingandDynamicSimulationof2MWDoubly—fedInductionGeneratorWindPowerSystemDONGLin—lang，WANGYong，ZHOUFei0t1．BegUn&e~ityofAeronauticsandAstronautics，Beg100191，China；2．

3、ChinaElectricPowerResearchInstitute，Bering100192，China)Abstract：Intheprocessof2MWdoubly—fedwindpowerconve~erdevelopment，electromagnetictransientsimulationisthekeypointtoverifythecontrolstrategiesandestablishmentoftherelevantequipmentstechnicalparameters．ThisarticleestablishesSVPWMsimul

4、ationmodelanddescribestheimplementationmethodofSVPWMtechniqueinPSCAD／EMTDCtotrulyreflecttheprocessofthedynamicswitchingandtheharmoniccharacteristicsoftheconverter．Italsoimprovesthesoftwarephase—lockedloop(SPLL)ofthegrid—sidePWMconve~erwhichmakeittrackthefundamentalpositivesequencegridv

5、oltagerapidlyandaccuratelyandhehelpfulforimprovingthedynamiccontrolperformanceofgrid—sideconverterinthegridasymmetricfaultsconditions．Keywords：doubly—fedwindgeneration；spacevectorpulsewidthmodulation；softwarephase—lockedloop1前言法，这里详细介绍了其实现方法，并建立了SVPWM近年来，双馈异步发电机[](Doubly．fedInduction仿真

6、模型，提高了双馈风力发电系统电磁暂态仿真Generator．简称DFIG)在兆瓦级风力发电机组中得模型精度，可以用于一次设备的电气应力分析，为相到了广泛应用2MW及以上的双馈风力发电机组关技术参数的制定提供计算依据。也正在开发中。双馈风力发电系统中．DFIG在结构同时．在2MW双馈风力发电系统的控制中．快上类似普通绕线式异步电机，具有定、转子两套绕速精确地获取电网同步信号是提高DFIG在电网故组，转子侧与定子侧通过背靠背PWM变流器联系，障条件下生存能力的关键因素。对网侧PWM变流能够在较大的范围内实现变速运行，风能利用效率器的软件锁相环(SPLL)进行优化设计，使

7、之能快速高，采用矢量控制技术后可实现有功功率与无功功准确地跟踪电网基波正序电压相位，有助于改善网率的解耦控制。背靠背PWM变流器采用开关频率侧变流器在电网不对称故障期间的动态控制性能。高达数千赫兹的绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为开22MW双馈风力发电控制系统建模关元件，结合电压空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)定、转子绕组各电气量均采用电动机惯例。d，q技术。具有直流电压利用率高、动态响应速度快的优坐标以定子磁链同步角速度。逆时针旋转，转子以点．是今后大功率风电变流器发展的主要方向。角速度逆时针旋转。DFIG在d，q坐标系下的数在研究工具方面．PSCAD／EM