基于 pscad 双馈风力发电机仿真建模与特性分析

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1、黪豢饕鞲辫麟懿龌咖黪《躺《潦《电气自动化)2014年第36卷第2期能源发电控制技术TheNewEnergyPowerControlTechnology基于PSCAD的双馈风力发电机的仿真建模及特性分析高江魁，王涛，陈力，杨阳，王仁伟(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：应用PSCAD软件建立了转子侧定子磁链定向矢量模型、网侧电压定向矢量模型以及相应的控制模型。针对所搭建的模型，采用渐变风扰动和短路故障两种方式验证其有效性和正确性，结果证明，所搭建的模型顺利实现了最大风能追踪、有功功率和无功功率的解耦，对系统侧扰动也可以实现预期的效果，从而验证了系统的正确性和有效性。关键

2、词：双馈风力发电机；变速恒频；矢量控制；PSCAD仿真；最大风能追踪DOI：10．3969／j·issn．1000—3886．2014．02．015[中图分类号]TM315；TM614[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)02—0045—03SimulationModelingandCharacteristicsAnalysisofthePSCAD．．basedDouble．．fedWindTurbineGAOJiang-kui，WANGTao，CHENLi，YANGYang，WANGRen—wei(CollegeofElectricalEngineering，Sou

3、thwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：PSCADisusedtobuildthestatorfluxdirectionalvectormodelfortherotorside，vohagedirectionalvectormodelforthegridside，aswellascorrespondingcontrolmode1．Theeffectivenessandcorrectnessofthemodelsthusbuihareverifiedintwomethods，namelygradedwindd

4、isturbanceandshort—circuitfailure．Theresultsprovethatthemodelsbuihcansmoothlyimplementmax．windenergytrackingaswellasdecouplingofactiveandreactivepower．Theexpectedeffectonthesystemsidedisturbancecanalsobeachieved．Thus，thesystemcorrectnessandeffectivenessareverified．Keywords：double-fedwindturbine；V

5、SCF；vectorcontrol；PSCADsimulation；maximumwindenergytracking制，最后并、0引言．人电网。双馈感应发电机(DFIG)因为其优越的性能使其在快速发展图1为双风能的现代得到广泛的应用，双馈风力发电机在风速变化条件下馈风力发能够通过改变转子励磁电流幅值、相位和频率，保证输出恒频电电系统基能，发电效率高，机组磨损小。能够进行调节电网无功，实现有功本结构图。和无功的独立控制。随着用电需求的不断增大，电网装机容量也双馈随之增大，相应也产生了诸多问题，例如电压的等级相比之前增风力发电加了许多，传输距离也增加了，电网负荷变化也越来越大，有功功转f侧

6、变换器网囊l变换器机在两相率经常出现高于自然功率，过剩的无功将引起过电压，很不利于同步旋转图1双馈风力发电系统基本结构图电网安全稳定。许多其他类型的风力电机由于其非常复杂的控幽坐标系制而得不到广泛的应用，而双馈风力发电机由于可以直接并人电下的功率方程功率方程如下：网之中，并且通过自身转子励磁电流调节自动实现发电机组和电网的柔性连接，使得其受到广大专家学者的研究。fP=手(Usdid+¨i)J‘(1)本文对转子侧变换器采用定子磁链定向矢量控制，网侧变换【Q=手(Usdid—Usqi)器采用电网电压定向矢量控制，通过PSCAD软件搭建双馈风力发电机的模型，采用渐变风扰动和短路故障两种方式验证

7、其有效式中分别表示定子、转子电压的d、q分量，iiq分别表示性和正确性。定子、转子电流的d、q轴的分量。由公式(1)可以看出，双馈风力发电机的有功功率和无功功1双馈风力发电系统数学模型率之间存在着耦合关系，所以，必须对其进行简化、解耦，使其成风力机主要由风轮叶片、轮毂以及齿轮箱和连轴器等中间传为一个线性、解耦的系统。其中简化、解耦的有效方法就是矢量动装置所构成。风力机通过叶片获得风能，之后将风能转换为作坐标变换。用在轮毂上的机械转矩