【双馈异步风力发电系统仿真结果及分析案例1300字】

双馈异步风力发电系统仿真结果及分析案例在完成风力发电系统的各个子系统模型和控制策略的基础上，构建整机及其控制系统模型，在不同风速下对整机模型进行仿真运行。额定风速为12m/s，设定仿真时间为20s，输入风速如图4.1所示，在5s处达到额定风速，在10s处风速大于额定风速，利用阶跃风进行仿真模拟。图4.1风速变化曲线风能利用系数Cp、风力机转矩Tm、叶尖速比λ、风力机输出功率Pm、桨距角图4.2风能利用系数Cp变化曲线图4.3风力机机械转矩变化曲线图4.4叶尖速比变化曲线图4.5风力机输出功率变化曲线图4.6桨距角变化曲线从图4.2-图4.6可以看出，当风速大于切入风速而未超过额定风速时，桨距角置于0°左右，机组并网发电，通过最大功率追踪控制，使机组运行在最佳叶尖速比上，从而使风能利用系数保持在Cpmax。当风速达到额定风速后，发电机和变流器接近极限运行状态，所以必须通过改变叶片桨距角以及调节发电机转速，减小Cp值来改变风力机运行特性，使风力机捕获的风能减少以及转速迅速下降，从而使功率输出基本稳定在额定值附近。仿真结果中的明显波动，是由于风速变化的缘故，在风速变化后，风能利用系数Cp、风力机转矩Tm、叶尖速比λ、风力机输出功率P为了验证电压空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）的正确性，图4.7-图4.9给出了SVPWM的仿真结构。图4.7扇区N的计算结果图4.8切换时间的计算结果图4.9相电压Ua由图4.7-图4.9的仿真结果可知，扇区N的值为3→1→5→4→6→2交替变换；得到的调制波呈马鞍形，发电机相电压为6拍阶梯波，与理论推导值相近，所以以上仿真结果验证了SVPWM算法模型的正确性和可行性。系统的有功功率及无功功率仿真结果如图4.10和图4.11所示。图4.10系统有功功率变化曲线图4.11系统无功功率变化曲线图4.12转子三相电流变化曲线图4.13截取部分段转子三相电流变化曲线图4.14转子电流d、q轴分量图4.15定子三相电流变化曲线图4.16截取部分段定子三相电流变化曲线图4.17定子电流d、q轴分量图4.18转子三相电压变化曲线图4.19转子电压d、q轴分量图4.20定子三相电压变化曲线图4.21截取部分段定子三相电压变化曲线图4.22定子电压d、q轴分量图4.23电磁转矩变化曲线图4.24电磁转矩与机械转矩的追踪过程图4.25有功功率与参考值的追踪过程从以上仿真结果可以看出，在0~5s区间段，风速保持为10m/s，有功功率输出稳定，但未达到额定功率，无功功率保持为0，风能利用系数保持在最大值，以获取最大风能；在5~10s区间段，风速保持在12m/s，由于风速变大，系统有功功率输出增大并达到额定功率；在10~20s区间段，风速超过额定风速，系统进入恒功率运行区间，变桨距机构动作，使得输出功率基本保持在额定功率1.5MW，而无功功率依旧保持为0。由于网侧的电压比较稳定，因此将d轴定向到定子磁链上，电网电压矢量变换到dq旋转坐标系的d轴上，d轴电网电压等于其幅值，q轴电网电压为0，这与理论推导结果一致；无功功率参考值设为0时，q轴电流参考值为0，可以实现单位功率因数运行；逆变器将有功功率注入电网，无功功率为0，实现了有功功率与无功功率的解耦控制；仿真得到的电压波形也趋近于理想波形。仿真开始时，系统有一定的超调量，在波动后趋近于稳定，达到新的平衡状态并