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1、第37卷第3期Vol.37No.32009年3月Mar.2009基于矢量控制的双馈风力发电技术研究1,2222李红,李娜,何凤有,马秀丽(1.徐州工业职业技术学院,江苏徐州221600;2.中国矿业大学信电学院,江苏徐州221008)摘要:提出了几种变速恒频风力发电机组的变流装置,重点分析了矢量控制策略在风力发电系统中的应用,并建立了基于定子磁场矢量定向控制模型。结果表明,采用这种协调控制策略时,直流母线电压波动很小,电压调节更加迅速,具有十分重要的应用价值。关键词:变速恒频;双馈电机;矢量控制;双PWM变频器作者简介:李红(1976
2、2),女,硕士研究生,讲师,研究方向为风力发电技术。中图分类号:TM614文献标志码:A文章编号:100129529(2009)0320456205Doubly2fedwindpowergenerationtechnologiesbasedonvectorcontrol1,2222LIHong,LINa,HEFeng2you,MAXiu2li(1.XuzhouCollageofIndustryTechndogy,Xuzhou221600,China;2.SchoolofCommunication&ElectronicEngineeri
3、ng,ChinaUniversityofMining&Technology,Xuzhou221008,China)Abstract:Severalkindsofconvertorsforthevariablespeedconstantfrequency(VSCF)windpowergenerationunitwerepresented.Thevectorcontrolstrategywasappliedtowindpowergenerationsystems,andthemodelofstatormagneticfieldorient
4、edvectorcontrolwasestablished.ResearchdemonstratedthattheDC2linkvoltagefluctuationwassmallandthevoltageregulationwasfastbyusingthisstrategy.Keywords:variablespeedconstantfrequency(VSCF);doubly2fedinductiongeneration(DFIG);vectorcontrol;dualPWMfrequencyconvertor交流励磁变速恒频风
5、力发电系统要求励磁变的应用受到一定的限制。交—交变换电路主要换器首先应是一种“绿色”变换器:谐波污染小,用于大功率的变速恒频水力发电中,并不适合输入输出特性好,其次应具有功率双向流动的功于风力发电的应用。能,最后还要能在不吸收电网无功功率的情况下1.2交—直—交变频器(间接变频器)具备产生无功功率的能力。交直交电压源型变频器是目前应用最广泛的变频器,为实现能量的双向传送,交直交电压源型1变速恒频双馈风力发电机组(DFIG)的变频器常采用双PWM形式。这种类型的变频器变流装置装置具有结构简单、电流谐波含量小、输入功率因[1,2]1.1交
6、—交变频器(直接变频器)数可控等特点,且直流环节的滤波电容可实现网交交变频器大多采用晶闸管自然换流方式,侧和电机转子侧的解耦。目前这种类型的变频器工作可靠,与电源之间进行无功功率的交换和已广泛应用于变速恒频双馈电机风力发电系统和有功功率的回馈容易,为4象限变频器,其无环变速恒频无刷双馈电机风力发电系统中。流系统的最高输出频率为电网供电频率的1/2。1.3矩阵式变频器尽管交交变频器还具有无中间直流滤波环节、矩阵式变频器实际上是一种交交变频器,与变频器效率高等优点,在风力发电系统中得到传统的交交变频器和交直交变频器相比,矩阵式一定的应用,
7、但由于交交变频器中晶闸管采用变频器有显著的优点:控制自由度大,输出电压可自然换流方式,变频器始终吸收无功功率,功率调,输出频率既可以比输入频率高,也可以比输入因数低,谐波含量大,输出频率低,使用元件数频率低;输入功率因数可调,可超前、滞后,可调至多,需要隔离变压器等,使之在风力发电系统中逼近于1;由于采用4象限开关,能量可双向流李红,等基于矢量控制的双馈风力发电技术研究0457动;无中间直流环节,结构紧凑,体积小,效率高。态间实现可逆运行,以此实现变换器能量的双但矩阵式变频器在实际应用中也存在一些问题,向流动。图2表示了双PWM型变换
8、器的运行比如,在其换流过程中不允许2个开关同时导通状态与能量流向的关系:当DFIG亚同步运行或同时关断,实现比较困难。矩阵式变频器在变时,网侧变换器运行在整流状态,机侧变换器运速恒频风力发电系统中的应用尚处于研究开发阶行
