变速恒频双馈风力发电机并网控制策略仿真研究

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1、第33卷第2期四川I电力技术V0J．33。No．22010年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．，2010变速恒频双馈风力发电机并网控制策略仿真研究赵宇，王奔，张喜海，李慧(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：根据变速恒频双馈风力发电机组的运行特点，将矢量变换控制技术应用于发电机并网控制。利用Maflab软件建立空载并网仿真模型，对并网前的空载运行、并网时的过渡过程进行了仿真研究。仿真结果表明，所采用的空载并网技术是变速恒频双馈风力发电机的一种较

2、理想并网方式。关键词：交流励磁；双馈风力发电机；矢量控制；并网Abstract：Accordingtotheopermionperformanceofvariablespeedconstantfrequency(VSCF)doubly—fedwind—energygeneratorset，vectorcontroltechniqueispresentedtobeusedforgridconnectioncontrolofgenerator．UsingtheMatlabsoft—ware，ano—lo

3、adgrid—connectedsimulationmodelisestablishedandappliedtomakeacomprehensivesystemsimulationontheno—loadoperationbeforetheconnectionwiththegridandthetransientprocessattheconnectionmoment．Bothsimulationandexperimentstudiesprovethattheproposedno——loadgrid—

4、-connectedschemeisarelativelyidealapproachforVSCFdou—bly—fedwind—energygenerator．Keywords：A．C．excitation；doubly—fedwind—energygenerator；vectorcontrol；gridconnection中图分类号：TM315文献标志码：A文章编号：1003—6954(2010)02—0007—03随着中国风力发电技术的迅速发展，国内建设了电压在幅值、频率以及相位上完全相同。因

5、而并网一批大规模的并网风力发电工程，对于大功率风力发前应对发电机的输出电压进行调节，当满足并网条件电机组的需求越来越大。但是随着风力发电机组功时进行并网操作，并网成功后从并网控制切换到发电率的增加，并人电网时产生的冲击电流也随之增大，控制。并网前发电机空载，取电网电压(频率、相位、严重时可能会导致风力发电系统无法接入电网，这给幅值)作为控制信息提供给控制系统，据此调节发电电力系统的安全运行带来了隐患。目前大型风力发机的励磁，按并网条件控制发电机定子空载电压。电机组、双馈感应式变速恒频风力发电机组得到

6、的应为了实现交流励磁发电机并网前的端电压准确用最广，实现变速恒频双馈风力发电机组无冲击电流调节和并网后的输出有功、无功功率的解耦控制，必并网技术越来越重要。须实施发电机磁场定向的矢量控制。变速恒频双馈风力发电机采用双馈型异步发电为此，首先需要建立磁场定向m—t旋转坐标系机，与传统的直流励磁同步发电机以及通常的异步发内发电机的数学模型。电机相比，其并网过程有所不同。变速恒频双馈风力1．2双馈发电机(DFIG)的数学模型发电机采用交流励磁，可根据电网电压和发电机转速定子侧电压、电流正方向按照发电机惯例，

7、转子来调节转子励磁电流，以此来调节发电机输出电压以侧电压、电流正方向按照电动机惯例，可写出双馈发满足并网条件J，可实现在变速的条件下进行并网。电机在定子同步速m—t两相坐标系下的数学模采用矢量控制技术来设计风力发电机组的并网型。控制策略，利用Matlab软件建立空载并网仿真模型，定转子电压方程为研究了变速恒频双馈风力发电机的空载并网过程。“ml=一rliml—pml+toI砂n1变速恒频双馈风力发电机并网控制t：一t-一p，一∞·m(1)策略Um2=r2ira2+Pq'm~一(l—to2)c22=／

8、'2+p+(∞1一(cJ2)m21．1风力发电机空载并网原理交流发电机并网条件是发电机输出电压和电网第33卷第2期四川电力技术Vo1．33，No．22010年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．，2010定转子磁链方程为保持一致，满足并网要求，需要根据电网电压的信息砂l=lil—Z，来对转子励磁电流进行控制。由于大容量发电机在“=一zmz(2)工频下电感远大于电阻，所以电阻可以忽略不计。选=一lm1+f2m2取m轴方向与定子磁链方向