双馈风力发电机功率解耦控制研究

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1、2012年9月15日现代电子技术Sep．2012第35卷第18期ModernElectronicsTechniqueVo1．35NO．18双馈风力发电机功率解耦控制的研究齐向东，史岩鹏(太原科技大学电子信息工程学院，山西太原030024)摘要：介绍双馈风力发电机的基本原理，利用矢量控制并结合定子磁场定向的矢量控制，建立基于Matlab的双闭环控制系统仿真模型。为了更为准确地实现定子磁场定向并考虑到定子绕组电阻对磁场定向的影响，采用改进型的定予磁链观测模型。通过仿真验证了采用改进型定子磁场定向的双馈风力发电控制系统，实现了有功功率和无功功率解耦。关键词：矢量控

2、制；磁场定向；双馈风力发电机；双闭环控制系统中图分类号：TN911—34文献标识码：A文章编号：1004—373X(2O12)18—0185—03Controlfopowerdecouplingfordoubly—fedwinddrivengeneratorsQIXiang—dong，SHIYan—peng(InstituteofElectronicandInformationEngineering，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Thebasicpri

3、ncipleofthedoubly-fedwinddrivengeneratorispresented．Thedualclosed—loopcontrolsystemsimulationmodelbasedMatlabwasestablishedbyuseofvectorcontrolcombinedwiththestatorfluxorientedvectorcontro1．InordertOmoreaccuratelyachievethestatormagneticfieldorientation，theimprovedstatorfluxobserve

4、rmodelwasadoptedinthesysteminconsiderationoftheinfluenceofthestatorwindingresistanceonmagneticfieldorientation．Thesimulationre—suitsshowthatthedoubly-fedwinddrivengenerationcontrolsystemwhichutilizestheimprovedstatorfluxobservermodelcancompletethedeeouplingbetweenactivepowerandreac

5、tivepower．Keywords：vectorcontrol；magneticfieldoriention；doubly-fedwinddrivengenerator；dualclosed—loopcontrolsystemfUd一一Rid+d一0引言1M：一Ri+10+6O风能作为一种清洁可再生能源，在资源消耗日益增“一Rr出+一c￡，f∞1(＼1l)，长的今天，其发展前景相当可观。而采用双馈风力发电U一Ri+口+COSCd机作为风力发电设备有着显著的发展优势，风力发电的fs=Lsds+Lmidr发展将大规模减少常规能源的消耗，有效地改善我国的J1一L

6、siqs-1-"Lmiqr(＼2)，能源结构。咖一Lid+Lid变速恒频风力发电控制技术_1是目前最优的控制I：==Li+Li方式。交流励磁变频器只需提供转差功率就能大大减式中：R，R为定、转子绕组的等效电阻IL。，L，L分别小变频器的容量，它可以通过调节电机转子励磁电压频为定、转子d，g轴自感及互感；i扪i。，ii分别为定、转率，实现定子电压恒频输出，通过磁场定向调节转子电子d，口轴的电流分量；“UIAd，Uq为定、转子d，q轴电流的转矩分量和励磁分量[3]，实现功率的独立调节，进压分量；咖，，妇，为定、转子d，q轴的磁链分量；，而实现风力发电机的最大风能

7、跟踪。6Of为同步转速角速度和转差角速度；．0为微分算子。l双馈风力发电机的矢量方程2定子磁场定向的矢量控制策略根据矢量变换，将A，B，C轴系下的方程转换为以双馈发电机的定子绕组直接连接电网且电网电压同步旋转的任意d，q轴系下的矢量方程。双馈电机的比较稳定，所以采用定子磁场定向即定子磁链d轴与定子侧和转子侧都取电动机惯例时，同步旋转任意d，q电压方向重合。磁链d轴的位置观测即磁场定向是矢轴系下的电压矢量方程和磁链矢量方程为：量变换的关键，考虑到电机定子绕组电阻对磁场定向的影响，发电机的定子磁链相位与定子电压矢量相位相差收稿日期：2012-04—26小于9O。

8、。将定子磁链分解为与定子电压矢量垂直的186现代电子