双馈风力发电系统双pwm变换器控制策略

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1、第47卷第11期电力电子技术Vo1．47，No．112013年11月PowerElectronicsNovember2013双馈风力发电系统双PWM变换器控制策略沈阳1,2，钱忠，阮毅(1．上海市电力公司嘉定供电公司，上海200122；2．上海大学，机电工程与自动化学院，上海200072)摘要：双馈风力发电系统采用两电平双脉宽调制(PWM)变换器，其中网侧PWM变换器主要用于控制PWM变换器输入电流特性与直流母线电压，根据双馈感应电机(DFIG)的数学模型分析了两种转子侧PWM变换器的控制策略，最后对双PWM变换器的控制策略进行了实验验证。关键词：风力发电；变换器；脉

2、宽调制中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)11-0001—03DesignofDualPWMConverterinDoubly-fedWindPowerGenerationSystemSHENYang，QIANZhong，RUANYi(1．ShanghaiMunicipalElectricPowerCompany，Shanghai200122，China)Abstract：Thedoubly—fedwindpowergenerationsystemusestwo—leveldualpulsewidthmodulation(PWM

3、)conve~erinwhichthegrid—sideofthePWMconve~erisusedtocontroltheinputcurrentcharacteristicsofthePWMconverteranddirectcurrentbusvoltage．Andtwocontrolstrategiesoftherotorsideconvenerartanalyzedbythemathematicalmodelofthedoubly—fedinductiongenerator(DFIG)．Theexperimentverifythecontrolstrateg

4、yofthedualPWMconvener．Keywords：windpowergeneration；conve~er；pulsewidthmodulation1引言双馈风力发电系统采用两电平双PWM变换趟JJc==c巨器，其中网侧PWM变换器主要用于控制PWM变jjJⅣ换器输入电流特性与直流母线电压。网侧PWM“，‰，为三相电网相电压；i，ib，i为变换器交流侧三相输入电变换器通过电网电压定向，交流侧输入电流可分流；为直流母线电压；为负载电流；L为每相进线电感；R为为有功、无功分量，实现直流环节电压控制和交流包括电感电阻在内的每相线路的电阻；C为直流母线电容。侧功率

5、因数控制。然后根据双馈电机数学模型，并图2网侧PWM变换器主电路通过定子电压或磁链定向，可制定出转子侧PWMFig．2PWMconvenermaincircuitofd—side变换器定子输出有功、无功功率解耦的控制方案。由基尔霍夫电压定理可得：2网侧PWM变换器数学模型及性能分析Ri+Ldi／dt=uk-(ttkN+tt~)，k=a，b，C(1)式中：为参考点Ⅳ与电网中性点n间的电压；UkN为各图1为双馈风力发电系统结构。桥臂上的电压。式(1)用开关函数可表示为：电网Ri+Ldi／dt=u一[Sk一(Isa+．sb+Js。)／3]己(2)式中：S^为三相桥臂的开关状

6、态函数，Sk=1表示上桥臂开通，=0表示下桥臂开通。又由基尔霍夫电流定理得到：图1双馈风力发电系统结构Fig．1Structureofdoubly-fedwindpowergenerationsystemCdU~／dt=(Sai~+Sbib+Sci。)一，L(3)根据变换前后功率守恒原则将原坐标系各物图2为网侧PWM变换器主电路。设图中功率理量变换到两相同步旋转d，g坐标系，得到d，g坐器件均为理想开关。标系下网侧PWM变换器数学模型为：定稿日期：2013—07—15fd=dd一正g+

7、sdE作者简介：沈阳(1987一)，男，江苏盐城人，硕士，研究方{uq=Riq+t

8、aiq／at+tOlLi~Sq(4)向为风力发电。【CdUJdt=(S~j+Sqi)一，I_第47卷第11期电力电子技术Vo1．47，No．112013年11月PowerElectronicsNovember2013式中：∞。为电网电压的同步旋转角速度；u，u，i，iq，S，S。热日电网为电网电压、输入电流、开关函数的d，q轴分量。可以得到：帮f]^fCOSO1cos(0,一120。)cos(01+120。)]．一鬻【．s。JV3【一sin01一sin(0一120。)一sin(0+120。)Jl睥[Js

9、sbs。]T(5)式中：0为d，q坐标系d轴与