变速恒频双馈风力发电系统仿真研究

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时间：2018-09-04 21:48:04

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变速恒频双馈风力发电系统仿真研究　　1 引言　　风力发电是利用风能的一种有效形式，受到了广泛的关注。和常规风力发电系统相比，变速恒频双馈风力发电系统具有功率因数可调、效率高等优点，

　　1 引言

　　风力发电是利用风能的一种有效形式，受到了广泛的关注。和常规风力发电系统相比，变速恒频双馈风力发电系统具有功率因数可调、效率高等优点，同时变换器连接在转子回路，仅处理双向流动的转差功率，不仅具有变换器体积小、重量轻、成本低的特点，更可实现机电系统的柔性连接。

　　本文采用dfig功率控制来实现最大风能追踪的实施方案。基于最大风能追踪的需要，将磁场定向矢量控制技术应用到dfig运行控制上，形成了基于定子磁链定向的dfig有功、无功功率解耦控制策略;采用双pwm型变换器作为转子的励磁电源，基于电网电压定向矢量控制技术，实现了网侧变换器交流侧单位功率因数控制和直流环节电压控制。

　　在建立双馈风力发电系统仿真模型基础上，对整个系统进行了仿真分析，验证了该方案的正确性和可行性。

　　2 变速恒频双馈风力发电机的运行原理

　　双馈型异步发电机(dfig)采用绕线转子感应发电机，定子直接接电网，在转子侧施加交流励磁来控制发电机的转矩。由dfig实现的交流励磁，可以通过调节励磁电流的幅值、频率和相位实现灵活的控制;改变转子励磁电流的频率，dfig可以实现变速恒频控制;改变转子励磁电流的相位，可以调节有功功率和无功功率。

　　本文采用双pwm变换器作为dfig转子励磁电源系统，如图1所示。两个三相电压源型pwm全桥变换器采用直流链连接，靠中间的滤波电容稳定直流母线电压。转子侧变换器向dfig的转子绕组馈入所需的励磁电流，实现dfig的矢量控制及输出解耦的有功功率和无功功率进而实现可逆运行。网侧变换器在实现能量双向流的同时，控制着直流母线电压的稳定，以及对网侧的功率因数进行调节。