双馈风力发电机并网控制与稳态运行研究

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1、第44卷第5期电力电子技术'Co1．44，No．52010年5月PowerElectronicsMay，2010双馈风力发电机并网控制及稳态运行研究徐凤星1,2，刘连根，盛建科，余岳(1．湖南工业大学，湖南株洲412008；2．株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲412001)摘要：在考虑定子电压动态性能的情况下，对变速恒频双馈型风力发电机空载并网及电网故障下运行控制策略进行了深入分析。并仔细推导了各控制器的设计依据。利用电网电压定向的矢量控制及分段改变转子电流的参考值的方法实现该并网控制，其主

2、要目的是降低并网时定子的冲击电流。在稳态运行时，考虑了定子电流动态性能的要求，进一步提高了向电网输入电能的质量和低电压穿越能力。最后对整个并网过程进行了实验研究，结果证明了该控制策略的正确性与有效性。关键词：风力发电机；变流器；电网故障；并网控制中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)05—0006-02ResearchoftheConnected·-gridControlandSteady·-stateOperationoftheDoubly．fedWind

3、PowerGeneratorxuFeng—xing一，LIULian—gen，SHENGJian—ke，SHEYue(1．TechnologyofHunan西e，Zhuzhou412008，China；2．InstituteofZhuzhouElectricLocomotive，Zhuzhou412001，China)Abstract：Inconditionofconsideringthedynamicperformanceofstatorvoltage，theno—loadconnected-

4、gridandgridfaultcontrolstrategyoftheVSCFdoubly·fedwindgeneratorareanalyzed，andthedesignproo~ofthecontrollersarecarefullyderivedfromthemathematicalmode1．Thegridvoltage—orientedvectorcontrolandtimelythechangeofthereferencevalueofrotorcurrentareemployed

5、tocompletethecontrolstrategy．Themainpurposeofcontrolstrategyistoreducetheimpactofthestatorcurrent．Duringthesteady—state，takingthedynamicpropertiesofstatorcurrentintoaccount．Thequalityofthepowerintothegridisimprovedandthelow—voltagethroughcapacityisin

6、creased．Whilethesimulationandtestresultshaveverifiedthecorrectnessandeffectivenessofthecontrolstrategy．Keywords：windpowergenerator；converter；gridfault；connected一dcontrolFoundationProject：SupportedbyNational863HighTechnologyPlan(No．2008AA05Z410)1引言流，并

7、网控制所需要的信息不仅要取自电网侧，而且双馈风力发电技术是应用最广泛的风力发电技还要取自定子侧，控制策略较为复杂：空载并网使用术之一。双馈风力发电机为定子绕组直接接入交流设备少．并网前发电机不参与原动机的能量控制．定电网，转子绕组由频率、幅值、相位可调的变流器提子电流为零，所以控制方程可以降阶，简化算法。供三相低频励磁电流的新型电机．该电机在转子中在考虑定子电压动态性能的情况下，对变速恒形成一个低速旋转磁场．其旋转速度与转子的机械频双馈型风力发电空载并网及电网故障下运行控制转速相加等于定子磁场的

8、同步转速．从而在发电机策略进行了深入分析，利用电网电压定向的矢量控制及分段改变转子电流的参考值的方法实现该并网定予绕组中感应出工频电压。该发电机具有功率因控制，并对整个并网过程进行了实验研究。结果验证数可调、效率高、变频器容量小等优点I】]。但目前相关了该控制策略的正确性与有效性。研究主要集中在基于定子磁链定向双馈电机有功功率和无功功率的解耦控制上[24。对电网电压定向的2考虑并网后电网故障下运行控制方案并网研究很少。文献[4]在忽略定子电压动态性能条在电网电压恒定的情况下，电网电压定向和电网磁