文档介绍：基于定子电压定向的双馈风力发电机功率控制.№
基于定子电压定向的双馈风力发电机功率控制
刘思佳,庄圣贤,舒鑫东
西南交通大学电气工程学院,成都
摘要本文介绍了一种基于定子电网电压定向的双馈风力发电机输出功率控制策略。此控制策略无
需测量定子磁链,可实现发电机输出有功、无功功率的独立控制。并根据此控制方法,使用/
软件构建了一个用于. 双馈风力发电机的输出功率控制系统,仿真验证了在有功功率、无功功率或电网
电压出现降落的条件下,该控制策略的有效性。
关键词功率控制;双馈风力发电机;定子电网电压定向
中图分类号文献标识码文章编号.—
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以采用定子电网电压定向的矢量控制方式。相比
引言
定子磁链定向,定子电压定向的方法无需定子磁链的
随着风电技术的发展,风力发电机单机容量不断测量,减少了可能出现的误差,而且与网侧变
增加。由于双馈感应发电机只需控制转子侧的转差功流器的电网电压定向矢量控制方法有很多相似之处,
率就可实现变速时功率恒频输出,相应的功率电子设可以简化双变流器整体控制系统的结构。
备的成本得到了降低,因此大功率风力发电机组多采
用双馈感应发电机来实现变速恒频发电。
大功率双馈风力发电机多采用双型变流器
来对其进行控制图。这种变流器可实现发电机转
子功率的双向流动,保证了双馈风力发电机在欠同步
和超同步两种工作状态下有效运行。网侧变流
器的作用是维持变流器中间部分的直流母线电压恒
转子侧变流器网侧变流器
定,控制方法多采用网侧电压定向的电流矢量控制方
法。转子侧变流器主要目的是控制发电机对电图舣馈刀友电糸笔己
网输出的有功、无功功率,有功部分需要跟随输入发
电机的机械功率实现有功功率的输出,无功部分则需双馈发电机的数学模型
根据电网的需求来调节输出功率的功率因数,其实现双馈风力发电机在定子同步旋转坐标系下的
方法主要有两种:直接功率控制【和转子电流矢量控数学模型为:.
制】,两种方法各有优缺点。双馈发电机的转子电流
一
矢量控制多采用定子磁链定向的控制方法。
由于双馈发电机并网后定子电压即是电网电压,
十
其幅值、频率可看作是恒定的,故双馈风力发电机可叼
大电机技术
舯: 专; 专。
△将式代人式,则定子功率为: 凡. 尼
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七.
当双馈风力发电机并网后,由图可知,发电机
七输出功率的绝对值等于定子端的功率,故发电机输出
式中,,“,“,分别为定子、转子电压的有功、无功功率为:
、轴分量; , , , 分别为定子、转子磁:
链的、轴分量;, ,, 分别为定子、转子
电流的、轴分量;,,分别为定子、转子的绕组
参
阻值;厶, ,三,分别为定子自感、转子自感及互感;
由式可以看出,在以定子电压定向的同步
,,, 分别为定子同步角速度、转子角速度及
旋转坐标轴下,通过对双馈发电机的转子电流、
转差角速度。‘的控制,可以有效地实现发电机输出有功、无功的
双馈发电