双馈风力发电系统机侧直接功率控制

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1、第48卷第4期电力电子技术Vo1．48．No．42014年4月PowerElectronicsApril2014双馈风力发电系统机侧直接功率控制葛凯，阮毅，赵梅花，谈立(上海大学，机电工程与自动化学院，上海200072)摘要：为提高双馈风力发电系统动态响应能力，将直接功率控制(DPC)技术应用到双馈风力发电系统机侧变换器及双馈风力发电机(DFIG)控制中。根据DFIG的动态数学模型，推导和分析了DFIG转子侧变换器电压矢量对定子输出有功和无功功率变化的影响，提出了一种开关频率恒定的空间矢量脉宽调制(SVPWM)．DPC策略。该控制策略将SVPWM技术与D

2、PC相结合，实现DFIG有功和无功功率的解耦控制与功率因数任意可调．具有良好的动、静态特性。最后，对所提方案进行仿真分析和实验验证，仿真和实验结果验证了所提方案的可行性和正确性。关键词：双馈感应发电机；空间矢量脉宽调制：直接功率控制中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)04—0050—03studyofDirectPowerControlforRotor．．sideConverterinDouble．fedWindPowerGenerationSystemGEKai，RUANYi，ZHA0Mei．hua，TANLi(Sh

3、anghaiUniversity，Shanghai200072，China)Abstract：Inordertoimprovethedynamicresponseofdouble-fedwindpowergenerationsystem，directpowercontrol(DPC)technologyisappliedintotherotor·sideconvenerofdouble-fedwindpowergenerationanddouble—fedinductiongenerator(DFIG)contro1．Accordingtothedyna

4、micmathematicalmodelofDFIG，theinfluencesofDFIGrotor-sidevolt—agevectortothestatoroutputactiveandreactivepowervariationsareanalyzed，andaconstantswitchingfrequencyofspacevectorpulsewidthmodulation(SVPMM)一DPCstrategyispresented．ThestrategyofDFIGbasedonSVPWMisgi—ven，DFIGactiveandreac

5、tivepowerdecouplingcontrol，adjustablepowerfactorandthegooddynamicandstaticchar—acteristics820eachieved．Theexperimentalandsimulationresuhsverifythefeasibilityandcorrectnessofthestrategy．Keywords：double—fedinductiongenerator；spacevectorpulsewidthmodulation；directpowercontrol1引言此处根据

6、三相并网逆变器的动态数学模型．推导和分析了转子侧变换器电压矢量对定子输出变速恒频双馈风力发电系统以其较低的变频有功、无功功率变化的影响．将SVPWM和DPC相器容量和较宽的转速运行范围在大功率风力发电结合，提出了SVPWM．DPC策略。与采用开关表的系统中具有独特的优势。在采用双PWM变换器DPC策略相比．该方案具有恒定的开关频率和良的变速恒频双馈风力发电系统结构中。转子侧好的动、静态特性。搭建了仿真模型和实验平台，PWM变换器及DFIG的控制策略有矢量控制【1和对提出的SVPWM—DPC策略进行验证，仿真和实DPC。矢量控制因其具有开关频率固定、输出电

7、流验结果验证了该控制策略的可行性和正确性。正弦度好、谐波含量低及电压利用率高的特点。得到了广泛应用。近年来，DPC逐渐成为研究热点，2转子侧变换器及SVPWM．DPC策略电压型PWM变换器DPC系统具有结构简单、动2．1DFIG数学模型态响应快速等优点．得到国内外学者的关注和研变速恒频双馈风力发电系统结构如图1所究[2】。文献【3】采用开关表的DPC，由于开关频率不示。网侧PWM变换器实现励磁变换器交流侧输固定，导致稳态时定子侧输出功率波动较大。文入功率因数的控制．并在各种状态下维持直流母献【4】采用开关频率固定的直接控制策略，但仅进线电压稳定。确保转子

8、侧PWM变换器和整个系行了仿真研究，无实验验证。统可靠工作：转子侧变换器对DFI