双馈风力发电机并网方法的原理分析.doc

PAGE PAGE 1 双馈风力发电技术是目前应用最广泛的风力发电技术之一,受到各国政府及科技人员广泛关注.双馈风力发电机为定子绕组直接接入交流电网,转子绕组由频率,幅值,相位可调的...* 双馈风力发电机并网方法的原理分析 张劲松，刘连根，徐凤星，佘岳 （株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲，412001） 摘 要：为了更好的实现发电机并网控制，从而有效地减小发电机并网冲击电流和保护整个并网控制系统。本文详细地分析了空载并网方法的原理，并根据该原理设计一套完整的并网系统，最后利用PSIM进行仿真研究的同时也借助了南车时代集团风电事业部背靠背试验平台（Back-Back Test Bench）对整个并网过程进行了试验研究，仿真和试验结果都验证了本并网控制方法原理的正确性与有效性。 关键词：双馈型风力发电机；电网故障；转子侧变流器；空间矢量脉宽调制(SVPWM)；并网控制 analysis of the principle of the connected-grid control method of Doubly-fed wind power generator Zhang Jing-song，XU Feng-xing, LIU Lian-gen, SHE Yue （Institute of Zhu Zhou Electric Locomotive，zhuzhou 412001, HunanProvince,China） Abstract: In order to achieve the connected-grid control of Doubly-fed wind power generator, thus effectively reducing the impact of the connected-grid current and protect the whole connected-grid control system,. the principle of no-load connected-grid control method are analyzed detailedly, according to the principle, a complete connected-grid control system is designed. While the simulation software PSIM is used to simulate the control strategy, the Back-Back Test Bench in our company also is employed to carry out the entire connected-grid process, finally the simulation and test results have verified the correctness and effectiveness of the control strategy. Keywords: Doubly-fed wind power induction generator; grid fault; rotor-side converter; space vector pulse width modulation (SVPWM); grid-connected control 1引言 双馈风力发电技术是目前应用最广泛的风力发电技术之一，受到各国政府及科技人员广泛关注。双馈风力发电机为定子绕组直接接入交流电网，转子绕组由频率、幅值、相位可调的变流器提供三相低频励磁电流的新型电机，这种电机在转子中形成一个低速旋转磁场，这个磁场旋转速度与转子的机械转速相加等于定子磁场的同步转速，从而在发电机定子绕组中感应出工频电压。该法电机具有功率因数可调、效率高、变频器容量小等优点[1]。但目前相关研究主要集中在基于定子磁链定向双馈电机有功功率和无功功率的解耦控制上[2.3]，以及对电网电压定向矢量的并网控制方法的研究。其中大部分主要集中在风机变流器输入电压指令的推倒[4、5、6、7]。在国内很少有文章研究这个输入电压指令具体对发电机定子电压产 国家863高技术基金项目（2008AA05Z410） 生怎样影响的，它是发电机并网控制的基础。只有对这个过程十分了解才能实现对发电机输出电压控制从而完成发电机并网。 众所周知，要完成发电机并网，发电机的输出电压要达到两个条件：第一，输出电压的相位与电网电压同相位也称相位同步，第二，输出电压的幅值于电网电压的幅值大小基本一致。本文主要内容是通过控制转子侧变流器的输出电压逐步实现以上两个条件。首先介绍一下整个控制过程中各变量的关系，为了实