变速恒频双馈感应发电机的建模及仿真.pdf

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1、第l5卷第3期辽宁科技学院学报Vo1．15No．32013年9月JOURNALOFLIAONINGINSTITUTEOFSCIENCEANDTECHNOLOGYSep．2013文章编号：10．3969／j．issn．1008—3723．2013．03．008变速恒频双馈感应发电机的建模及仿真贺凤智，张连英(辽宁省电力有限公司本溪供电公司，辽宁本溪117000)摘要：利用MATLAB／SIMUUNK仿真软件，构建了双馈感应发电机仿真模型，对容量1．5MW变速恒频双馈感应风力发电机进行了变速恒频仿真，仿真结果

2、表明：所建立的模型是正确的，变速恒频运行特性是良好的。关键词：双馈感应发电机；变速恒频；建模仿真中图分类号：TM315文献标识码：A目前风力发电已在可再生能源的开发中独树一=PL(idi—ili出)(3)帜，成为对常规能源最具竞争力的新能源发电方式。其中，尺和。为定、转子绕组电阻(1、2分别在风力发电中，当风力发电机与电网并联运行时，要代表)；、和分别为d—g坐标系下定、转子求风电的频率与电网频率保持一致，即频率保持恒等效自感和等效互感；Ud2和“：分别为定、转定。然而由于风速随时变化，为最大限度地捕获风

3、子电压d,q轴分量；和L‘q2分别为定、转子电能，提高风力机的效率，要求发电机的速度可以在一流d,q轴分量；口l、和q,q2分别为定、转子电定范围内变化。因此，在风力发电系统控制方案中压d、q轴分量；to为发电机同步速；p为微分算子。宜选取变速恒频发电方案。随着风力发电机建造成双馈感应发电机定子绕组输出电压的频率本降低和制造技术的完善，风力发电的应用前景愈与发电机转子转速／2之间的关系为]：加光明。=裔±(4)作为数值计算和仿真工具的MATLAB仿真软件已经广泛应用于各行各业。它提供了丰富的仿真其中为转子

4、绕组电流的频率。由式(4)可模块，为研究人员提供了方便快捷的系统分析、运算知，通过改变转子绕组的电流频率和相序，即可实现和仿真环境。变速恒频发电。本文基于MATLAB／SIMuLINK构建了1．5MW2变速恒频双馈感应风力发电机的仿真分双馈感应风力发电机仿真模型，并对其变速恒频发析电性能进行动态仿真。基于上式(1)～(3)双馈感应发电机数学模型，l变速恒频双馈感应风力发电机的工作原并结合Simulink技术构成的双馈感应变速恒频风力理发电机系统的仿真模型如图1所示I4j。为了分析变速恒频双馈感应发电机运行

5、特性，首先建立相应的数学模型，d—q坐标系下双馈感应发电机的电压、磁链和电磁转矩方程分别为I2j：udl=一pd1+031口1一R1id1Mq1=一pql—to1d1一R1iq1(1)=p沙以．4-R2ilZq2pq2+R2iq2d1=Llid1一LiL1iq1一Lmtq2q1(2)=L2id2一Lid1q2=Lzi一Lmig1收稿日期：2013—06—08作者简介：贺凤智(1963一)，男，辽宁本溪人，辽宁省电力有图1双馈感应变速恒频发电仿真系统限公司本溪供电公司工程师．20辽宁科技学院学报第l5卷1．

6、5MW双馈感应发电机的基本参数为：极数4极、定子电阻0．0032~，定子漏抗0．0131~，转子电阻0．001n，转子漏抗0．029n，励磁电抗0．649n。图2表示发电机转速变化情况，当发电机转速从1650rpm到1800rpm时，转子绕组的励磁电流仿真曲线如图3所示。由图4和图5可知，当发电机的转速由1650rpm增加到1800rpm时，其转子电流的频率由5Hz到10Hz变化，定子绕组的输出电流的转子绕组的励磁电流频率随式(4)的关系自动改变，从而保证无刷双馈发电机的功率绕组输出的电时f@s流频率保持

7、50Hz不变。图5转速为1800rpm时转子电流波形图6表示发电机转速从1650rpm到1800rpm时，发电机输出的电磁转矩变化曲线。图7是转速为1800时输出功率曲线，从图中可看出，输出功率为1．5MW，达到设计要求。≥＼斟硒图2双馈感应发电机转速变化图_r●____-图3双馈感应发电机转子电流变化图IUlk14IUblU日l1Ul1114时Ws图7转速为1800rpm时输出功率波形3结论本文基于MTLAB／Simulink软件，构建了1．5MW双馈感应发电机模型，并对其变速恒频运行特性进行了动态仿真

8、，仿真结果表明：该模型可以很好地实现时『s了变速恒频风力发电，这为该发电机进行各种控制策图4转速为1650rpm时转子电流波形略的仿真和实验研究奠定了基础。(下转第42页)42辽宁科技学院学报第l5卷林木和景观资源，加大后续生态公园产业的开发。的生态恢复方案，尽量减少或避免对环境的破坏，逐另外，还要进一步加强新技术、新材料的引进和使步形成采矿一排土一植被恢复一体化的治理模式，用，特别是加强重金属超富集植物的筛选、土壤改良使矿山