无刷双馈异步电机潮流建模与收敛性研究

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1、第42卷第5期电力系统保护与控制VO1．42NO．52014年3月1日PowerSystemProtectionandControlMar．1．2O14无刷双馈异步电机潮流建模和收敛性研究李生虎，华玉婷，朱婷涵(合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥230009)摘要：针对并网无刷双馈异步电机(BDFM)风电机组潮流计算问题，发现在最大功率点跟踪(MPPT)方式下，BDFM有功出力与电网运行条件有关；提出BDFM与电网联立求解潮流模型。对于受功率调度的BDFM，发现有功参考值在低风速下可能得不到满足，将导致潮流

2、发散；提出两阶段潮流模型：首先判断功率调度是否有效，然后选择BDFM潮流约束和求解方法。为改善潮流收敛性，提出基于转差率或支路功率的BDFM初值算法。给出IEEERTS系统中BDFM参数计算结果，以验证所提BDFM潮流算法的可行性和正确性。关键词：无刷双馈异步电机；潮流建模；最大功率点跟踪；有功调度；收敛性；改进平电压启动Powerflowmodelingandconvergenceanalysistobrushlessdoubly-fedinductionmachinesLISheng—hu，HUAYu—ring

3、，ZHUTing—han(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009，China)Abstract：Tothepowerflowmodelingofthebrushlessdoubly—fedinductiongenerators(BDFMs)，itisfoundthattheiractiveoutputunderthemaximumpowerpointtracking(MPPT)modeisr

4、elatedtothepowersystemoperationcondition，thussimultaneoussolutiontopowerflowconstraintsoftheBDFMsandthepowersystemisnewlyproposed．FortheBDFMsunderpowerdispatch，itisfoundthatthereferencepowermaynotbesmisfiedbylowwindspeed，yieldingdivergenceofpowerflowsolution．A

5、two—stagepowerflowmodelisnewlyproposed．EffectivenessofpowerdispatchobjectisjudgedtochoosethepowerconstraintsandsolutionprocedurefortheBDFMs．Toimprovepowerflowconvergence，theinitialsettingtotheBDFMssetbytherotorslipsorbranchpowersisnewlyproposed．Thenumericalres

6、ultsonIEEERTStestsystemareprovided，whichvalidatethefeasibilityandaccuracyoftheproposedmodels．ThisworkissupposedbyNmionalNaturalScienceFoundationofChina(No．51277049)．Keywords：brushlessdoubly—fedinductionmachine；powerflowmodeling；maximumpowerpointtracking；active

7、powerdispatch；convergence；modifiedflatvoltagestart中图分类号：TM614；TM734文献标识码：A文章编号：1674．3415(2014)05．0090．08因而比普通双馈异步电机(DFIG)可靠性更高。0引言BDFM的运行，可采用直接转矩控制【9]，或者无刷双馈异步电机(BDFM)可用于变速驱基于定子／转子磁链定向的矢量控制[10-11]。对应背靠动f1-2]或风力发电【3】。风力机捕捉风能经传动系统背变流器，可建立双坐标系，也可将其归算为单坐送至BDFM转子，转

8、化为电能注入电网。BDFM可标系，即功率绕组的同步坐标系[12-13]。基于单坐标视为两个同轴相连的异步电机I5。。J。变流器VSCg维系dq表达形式，可以得到各绕组在xy坐标系下的持直流电容电压、发出无功。变流器VSCc用于调稳态电压、电流和功率关系。例如，若电网接口电节控制绕组CWl7J，使得BDFM转速、功率因数压和VSCc交流侧电压已知，由等效电路[