嵌入式控制在变速恒频风力发电系统应用

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1、第45卷第5期电力电子技术Vo1．45．No．52011年5月PowerElectronicsMay2011嵌入式控制在变速恒频风力发电系统的应用李乃忠，许傲然(沈阳工程学院，辽宁沈阳100136)摘要：变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性受到越来越多的重视，为解决实验室环境中模拟风电现场进行风力发电研究的原动机问题，提出了采用鼠笼式异步电机来模拟风轮机的方案。这里还构建了由3台变流器、3块DSP2407A控制板和2台鼠笼式异步电机组成的嵌入式风力发电系统实验平台。对模拟风轮机的电动机和鼠笼式异步风力发电机进行转差频率控制。最后对风轮机运行特性和风力发电机的并网运行进行了实

2、验，实验结果证明，采用该系统进行风力发电系统实验研究是正确有效的。关键词：风力发电机：变速恒频：嵌入式控制中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000—100X(2011)05—0004—03EmbeddedControlinVariable-·speedConstant·-frequencyWind．powerGenerationLINai．zhong，XUAo．ran(ShenyangInstituteofEngineering，Shengyang110136，China)Abstract：Nowmanykindsoftechnologiesappliedtow

3、ind-powergenerationareintheascendant，amongwhichthetechnologyofvariablespeedandconstantfrequency(VSCF)isgettingincreasingrecognitionforitscharacteristics0fhigh-eficiencyandpracticability．Themethodofemulatingwindturbinebysquirrelcageinductionmotorispresentedtosolvetheprimemotorissueforthestud

4、yofwindpowergeneratingsysteminlab．Thereliableandintegratedlabora—toryexperimentalplatformofwindpowergenerationsystemisconstructed．TheexperimentalresultsverifythevalidityandfeasibilityofthemodelofVSCFwindpowergenerationsystemplatforminthelab．Keywords：windpowergenerator；variable—speedconstant

5、—frequency；embeddedcontrol1引言实验室构造风力发电的实验平台．来模拟风车实际工作特性的驱动系统．从而解决在实验室进行由于石油、天然气、煤炭等传统化石燃料的日风力发电技术研究的问题。益枯竭及其燃烧对环境造成的严重污染，作为可搭建风力发电系统实验平台。在实验室模拟再生绿色能源的风能的开发利用具有重要意义。实际风力发电系统中各种工况，这就相当于将一目前各种风力发电技术的发展方兴未艾，而其中个实际风电场“搬”到实验室。从而可缩短研究周变速恒频风力发电技术以其高效性和实用性正受期、节省研究费用，同时将推动我国风电机组控制到越来越多的重视，成为各国学者研究的热点

6、。系统及变流器的设计研究工作。随着单机容量的增大，风电机组控制系统及变流器的设计和制造等成为亟待解决的问题要2鼠笼型异步发电机变速恒频发电系统进行风力发电技术的研究，最理想的方法是将发图1示出鼠笼型异步发电机风力发电系统。电机与风轮机直接相连，在现场进行实验。但风是整流器逆变器一种自然现象，受气象条件的限制．无法随时随地进行实验和测试，而且由于风车、桨叶等设备体积JJ：雠庞大，结构复杂，所需要的研究经费较多，研究时j间比较长，不容易产生短期效益『lJ。因此有必要在机晤J咯j晤晤j晤J晤图1鼠笼型异步发电机风力发电系统定稿日期：2010—09—30图2示出异步发电机和异步电动机

7、的矢量作者简介：李乃忠(1978一)，男，辽宁凌源人，硕士，研究方图f2J。通过比较可见，发电机状态和电动机状态的向为电力系统及其自动化。主要差异为：发电机状态时定子电流矢量J，与定4嵌入式控制在变速恒频风力发电系统的应用子端电压矢量的夹角qt>90。，cos~<0，说明发电机模拟的风力发电系统的试验平台具有结构简电机向电网发送功率；而电动机状态时，90。。单、电机成本低的优点f3】。cosq">0，说明发电机向电网吸收功率。因此．在采图4示出所采用的风力发电系统。对模拟风用等效电路分析感应发电机的性能