双馈风力发电系统网侧变流器控制与仿真

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1、<电气开关>(2010．No．2)31文章编号：1004—289X(2010)02—0031—04双馈风力发电系统网侧变流器的控制及仿真周天佑，郭育华(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：分析了双馈风力发电系统网侧变流器的运行特性，继而讨论了网侧变流器的控制方案，建立双馈型风力发电系统网侧变流器的数学模型和基于电压电流双闭环控制策略的系统框图，并在Matlab／Simulink软件平台下搭建双馈风力发电系统网侧变流器的仿真模型，验证网侧变流器的单位功率因数运行。通过仿真结果验证了所建立

2、数学模型和控制方式的正确性和可行性。关键词：风力发电系统；双馈电机；网侧变流器；电压电流双闭环中图分类号：TM614文献标识码：BControlandSimulationoftheGrid．sideConverteroftheDouble—fedWindPowerSystemZHOUTian—you，GUOYu—hua(SchoolofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Theope

3、ratingcharacteristicsofthegrid·-sideconverterofadouble·-fedwindpowergenerationsystemisaria-lyzed．andthent}lecontrolschemeofthegrid—sideconverteriSdiscussed．Themathematicalmodelofthegrid．sidecon—verterofthedoublefedwindpowergenerationsystemandthesystemcha

4、rtbasedonvoltagecurrentdoubleclosed—loopcontroltacticsaremade．Andthesimulationmodeloft}legrid．sideconverterofthedoublefedwindpowergenerationsys—temisbuiltunderMatlab／simulinksoftwaretoverifyunitpowerfactorofthegrid．sideconverter．Thesimulationresultshavev

5、erifiedvalidityandfeasibilityt}latthemathematicalmodelandcontrolmodearebuilt．Keywords：wiridpowergenerationsystem；double-fedgenerator；d．sideconverter；voltagecurentdoubleclosed—loop1引言闭环控制策略的验证。2网侧PWM变流器的基本理论模型随着风力发电技术的快速发展，风力发电已由传统的恒速恒频发电技术，转变为能够更高效利用风能图1

6、为网侧变流器的系统框图，网侧PWM变流的变速恒频风力发电技术，而且大型风电机组并网发器通常采用三相电压源PWM变流器的拓扑结构。图电已成为风能利用的主要形式⋯。在变速恒频双馈中eeb、e。。分别为电网a、b、e三相电压；iib、i分风力发电系统中，双馈电机以其独特的优越性成为当别为PWM变流器的交流侧a、b、e三相电流；ff为今风力发电技术中的主流机型，而对双馈电机在风力PWM变流器交流侧滤波电感；Qi，D(1，2，3，4，5，发电中的变流控制技术则是该技术中的关键。6)分别表示功率器件及其续流二极管；

7、C为直流侧滤目前，国内外许多科研人员都致力于双馈风力发波电容；。为直流电压；i为主电路开关直流输出电电系统控制技术的研究，文献[2—5]对双馈风力发电流；／’'load为直流侧负载电流。机组的控制策略和双馈电机转子侧励磁变换器都进行2．1网侧变流器基于三相静止坐标系下的数学模型了详细的研究，由于定子磁场定向矢量控制策略已较为简化数学模型，本文作如下假设：多地运用到双馈风力发电系统中[6,71，为了能够较为(1)变流器的功率器件为理想开关器件；清楚的说明问题，本文对网侧变流器进行了数学建模，(2)交流滤波

8、电感是线性的；并在Matlab／Smulink仿真平台下建立基于电压电流双(3)网侧电动势为三相平稳的纯正弦电动势。32<电气开关>l2010．No．2)到简化的数学模型。2．2网侧变流器基于幽坐标系下的数学模型根据三相系统的特点，通常通过坐标变换在同步旋转坐标系中进行分析和控制系统设计。具体的变换过程和变换矩阵可参阅文献[8]。变换后可得如坐标系下的PWM变流器的数学模型，即：图1网侧变流器的系统框图则回路电压方程为：誓e-$qfJdcf