基于DFIG的变速恒频风力发电机组控制策略.pdf

维普资讯 维普资讯 2 电 力 科 学 与 工 程 2008证 为定子端 电压是常量，只有定子电流是受控量。因 2 转子侧变换器的矢量控制 此，在并网条件下对发电机输出功率的控制，就可 以认为是对定子 电流的控制 。 定子和转子侧都取电动机惯例时，双馈发电机 由于定子绕组直接连在 电网上，且定子电阻的 在同步旋转d-q坐标系下的数学模型为 H 影响很小，则可以认为等效的定子磁化电流 为常 IUasR。 一∞1。 数，即 I。= 。。 。+∞ 芒Lm≈≈赢 ((99) IUar=R， 一∞2， (2) 由式 (3) IUqr=足 ，‘ +∞2 i{=。。+‘‘ ㈤ {知 ¨u i{，=拦+。 ㈤再将式 (10)代入式 (2)转子电压方程可得 式中n)为发 电机电源频率对应的角速度；∞：为交流 jI足+ 一∞：rr‘ … Uqr=R，iq，+aL,pi~+∞：( +( 。／L。)) … 励磁 电源频率对应的角速度；下标 S，r分别表示 定、转子；u为电压；i为电流；R为电阻； 为电 式中o=1一(三 上。)为漏磁系数。由式 (11)即可看 感；L为互感； 为磁链：P为微分算子。 出转子电压的控制量U，U，转子电流 d，q轴分量 为了实现发电机输出电压的频率控制及输出有 之间的交叉耦合项对系统的性能影响并不大，可以 功、无功功率的独立调节，以及完全实现d，q轴 通过一定的控制器消除该耦合项的影响，这在基于 变量之间的解耦，本系统采用定子磁场定向矢量控 DSP的数字控制器 中很容易实现 。 制方法。将参考坐标系放在以同步速度旋转的磁场 图2为双馈发电机转子侧变速器速度控制模式 上，并使d轴和定子综合磁链 的方向重合，则有 下控制系统框图。双馈 电机并网运行时，电网电压 = ， =0。在忽略定子绕组电阻的情况下，电 保持恒定，矢量控制采用定子磁场定向控制，双通 机的定子磁链与定子电压的矢量之间的相位相差为 道分别控制双馈发电机转子电流转矩分量和励磁分 90。，则式 (1)变换为 量，实现定子端 口有功功率和无功功率的解耦控 制。转矩电流分量采用速度外环、电流 内环的双闭 { (5) 环控制方式，励磁 电流分量采用定子无功功率外 IUqs∞1 环、电流 内环的双闭环控制方式。 由于 DF，IG输出的定子电压为三相平衡正弦电压， 其幅值 为常数，变换到d-q坐标系上，则有 ㈤ 根据式 (5)、式 (6)有 =0，~v．=U．／oJ。可知在 ∞恒定的条件下，保持电压 为恒值可实现定子磁 场定向。DFIG定子侧的有功功率P~I：I无功功率Q为 jlQ尸= Uqs‘ (7) =Uq。 一 ‘。 将