基于emtp-rv双馈风力发电系统建模与运行控制仿真研究

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1、第39卷第22期电力系统保护与控制V_0l_39NoI222011年11月16日PowerSystemProtectionandControlNov．16．2011基于EMTP-RV双馈风力发电系统建模与运行控制仿真研究肖辉2刘勇，刘会金(1．武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072；2．长沙理工大学电气与信息工程学院，湖南长沙410077)摘要：针对变速恒频双馈异步风力发电系统，以仿真软件EMTP—RV为平台，建立了包括风速，风力机及传动装置和变频器的数学模型针对最大风能跟踪、有功功率和无功功率的解

2、耦控制以及发电机的变速恒频输出的目标，推导了基于定子磁链定向矢量控制技术的转子侧变频器控制策略和基于定子电压定向矢量控制技术的网侧变频器控制策略。建立变速恒频双馈异步风力发电系统的仿真模型，并依据变速风电机组控制目标的要求对所建模型进行了验证，结果表明所建模型的准确性和控制系统的有效性。该模型的建立为风力发电系统的进一步应用研究提供了可靠的理论依据。关键词：EMTP—RV；变速恒频；矢量控制；风力发电系统；交直交变频器Modelingandoperationcontrol--simulationofva

3、riable--speedconstant-frequencydouble-fedinduetiongeneratorbasedonEMTP-RVXIAOHui，2LIUYong，LIUHuiojin(1．CollegeofElectricalEngineering，WuhanUniversity，Wuhan430072，China：2．CollegeofElectricalEngineering，ChangshaUnive~ityofScienceandTechnology，Changsha41007

4、7，China)Abstract：Forvariablespeedconstantfrequencydoubly-fedinductionwindpowersystems，basedonsimulationsoftwareEM1]PRV，themathematicalmodelsofwindspeed，windturbinesandtransmissiondeviceandinverterareestablished，andforthepurposeoftracingmaximumwindpower，d

5、ecouplingcontrolofactivepowerandreactivepowerandvariable—speedconstant—frequencyoutput，twocontrolmethodsarededuced：statorfluxorientationbasedvectorcontrolstrategyofrotorsideconverterandstatorvoltageorientationbasedvectorcontrolofgridsideconverter．Variabl

6、e-speedconstant-frequencydouble-fedinductiongeneratorsimulationmodelissetupinEMTP-RV．Theveracityandvalidityofthemodelandcontrolstrategyareconfirmedbythesimulationresultinthispaper．Theestablishmentofthemodelsuppliesareliabletheoreticalbasisforfurtherresea

7、rchandapplicationofwindpowergenerationsystem．Keywords：EMTP-RV；variable-speedconstant—frequency；vectorcontrol；windpowersystem；AC-DC-ACconverter中图分类号：TM315；TM743文献标识码：A文章编号：1674—3415(2011)22-0035—05根据变浆距角最大风能追踪原理，实现最大风能捕0引言捉；利用交流电机调速原理，实现电能的恒频恒压交流励磁变速恒频发电技

8、术是一种全新、高效输出；运用定子磁链定向的矢量控制技术，推导变的发电方式，具有显著的优越性，不但可以大大提速恒频双馈异步发电机的转子侧变频器的控制策高能量转换效率，降低原动机承受的机械应力，而略，实现有功功率和无功功率的解耦控制；采用定且还能实现有功、无功功率的解耦控制，提高电力子电压定向的矢量控制技术，推导电网侧变频器的系统的调节能力及稳定性【lJ。交流励磁变速恒频发控制策略，实现直流侧电容电压的稳定输出和网侧电技术适用于风力、水力等绿色