基于无刷双转子电机新型风电调速装置控制策略研究

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1、第43卷第6期电力系统保护与控制V01．43No．62015年3月16日PowerSystemProtectionandControlMar．16，2015基于无刷双转子电机的新型风电调速装置的控制策略研究王华君，赵蕾，付兰芳，袁超。(1．,-l-4gx-'&~学控制科学与工程学院，天津300130；2．军事交通学院，天津300130；3．合肥京东方光电科技有限公司，安徽合肥230000)摘要：调速型同步风力发电系统由于不包括变流器部分所以具有较强的电网友好性，但是目前用于同步风力发电机组的调速装置存在着调速范围不大和

2、运维成本较高等问题。为此，在无刷双转子电机的基础上提出一种新型的无刷调速装置，并且通过理论和实验两个方面验证了调速装置原理的可行性。通过详细分析该装置的数学模型，结合转子磁场定向控制方法，提出了装置的控制策略，并在Matlab／Simulink软件平台下搭建了仿真模型，仿真证明了该装置的控制策略的正确性。关键词：调速；同步风力发电系统；控制策略；Matlab／SimulinkControlstrategystudyofthenewwindpowerspeedregulationdevicebasedonbrushles

3、sdua1．rotormotorWANGHuajun，ZHAOLei，FULanfang2，YUANChao(1．SchoolofControlScienceandEngineering，HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130，China；2．MilitaryTransportationUniversity,Tianjin300130，China；3．BOEHF,Hefei230000，China)Abstract：Sincethespeedsynchronouswindpo

4、wersystemdoesnotcontaintheconverters，itspowerreliabilityisrelativelystrong，howevegthespeedregulatingdevicenowusedforthesynchronouswindgeneratorhassomeotherproblems，suchasthelimitedspeedrange，highcostforoperatingandmaintaining，etc．Therefore，basedonthebrushlessdou

5、blerotormotor,anewbrushlessspeedregulatingdeviceisproposed，whichisprovedtobepracticablethroughtheoriesandexperiments．Afteranalyzingthemathematicalmodelofspeedmgulationdevicedetailedly,thispaperproposesacontrolstrategyofspeedregulationdevicebasedonrotorfieldorien

6、tedcontrolmethod，thenbuildssimulationmodelsintheMatlab／Simulinksoftwareplatformwhichprovesthecorrectnessofthiscontrolstrategy．Keywords：speed；synchronouswindpowergenerationsystem；controlstrategy；Matlab／Simulink中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1674—3415(2015)06-0046—06合器』进行调

7、速。前者在大转差工况下运行效率偏0引言低，转矩控制速度有待改进，制造相对复杂，后者目前世界上主流的风力发电技术有双馈型和全包含电刷、滑环，增加了风电机组的维护成本，降功率型，两种机组均是通过变流器实现变速恒频的低了系统可靠性。目的，这虽然在一定程度上提高了风能的利用率，本文提出了一种应用于同步风力发电系统的新但是带来了其他附加问题，如输出的电流含有大型无刷调速装置，该装置的创新点在于将变频器与量谐波、提高了系统运维价格、电网故障时不能永磁无刷双转子电机结合，通过变频器来调节电流、承受大电流冲击等等制约着风电的发展¨J。

8、由此，电压和功率，实现电动调速。基于这种新型电机结无变流器的调速型同步风电机组技术应运而生。构调速的风电机组无刷无滑环，提高系统可靠性和降调速型同步风力发电系统可以为电网提供稳定低了系统的维护成本并且具有较好的无功调节能力。的电压，并且机组可以保持长期不脱网，电网的故1调速装置的基本结构及原理障穿越能力强，逐渐成为人们研究的重点L