【双馈异步风力发电系统中风力发电机组控制策略分析概述4700字】

双馈异步风力发电系统中风力发电机组控制策略分析概述目录TOC\o"1-3"\h\u17592双馈异步风力发电系统中风力发电机组控制策略分析概述 [15]。采用SVPWM策略的优点有：（1）发电机的动态响应速度快，发电机的转矩脉冲降低；（2）优化谐波程度比较高，电压利用率高；（3）控制和数字化实现简便。本文采用基于固定开关频率的SVPWM电流控制，在dq旋转坐标系下电流调节器输出空间电压矢量指令，转换为三相静止坐标系下的矢量，再采用电压空间矢量脉宽调制的方法，通过控制电压矢量指令，控制变流器输出的电压矢量，从而实现换流器的空间电压矢量对目标值的追踪，从而控制电流。三相正弦相电压为u式中：Um为相电压的幅值；ω三相电压ua、ub、ucReIm可得：U图1.3电压空间矢量Uout图为三相对称正弦电压的空间电压矢量运动轨迹图。Uout图1.4两电平三相电压源变流器原理图PWM的功率开关状态要满足：在任意时刻有且仅有三个开关处于开通状态，另三个则处于关断状态；上下桥臂不能同时导通。开关量sa、sb、sc、sa'、sb'、sc'表示6个功率开关器件。当sa、sb或sc为1时，表示上桥臂开关器件导通，其下桥臂开关器件关断，即U式中：Udc交流侧相电压VAN、VBN、V则交流测相电压VAN、VBN、VCN，线电压Vab、Vbc表1.1开关组合和电压sssVVVVVVU00000000001002−−U0−2010−2−−U02110UU−20U−2001−−20−U2101U−2UU−02011−2UU−0U21110000000非零开关状态与零开关状态分别由非零空间矢量与零空间矢量来表示，6个图1.5电压空间矢量图非零矢量U1(001)、U2（010）、U3（011）、U4（100）、U5（101）、电压空间矢量Uout旋转到某个扇区时，可以由该扇区的两个相邻的非零矢量和零矢量经过组合得到。即给定电压与采样周期TTT式中：T4、T6和T0分别为U4、U6由上述可知，掌握电网电压矢量Uout用uα、uβ来表示参考电压矢量Uout在α、β轴上的分量，定义Uref1、UUU定义变量A、B、C，有如下分析：若Uref1>0，则A=1，否则若Uref2>0，则B=1，否则若Uref3>0，则C=1，否则令N=4C+2B+A，则获得N与扇区的关系。表1.2N与扇区的关系N315462扇区ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ由电压空间矢量合成关系可知：uu计算得TT定义：X=可以得到扇区T4、T6、T0（表1.3各扇区作用时间T4、T6、T0N123456TZY-Z-XX-YTY-XXZ-Y-ZTT若T4T定义：

T三相电压开关时间切换点Tcm1、Tcm2、Tcm3表1.4各扇区开关时间切换点Tcm1、Tcm2N123456TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT1.3矢量控制技术DFIG的控制对象为输出的有功、无功功率，为了实现对有功、无功功率解耦控制的目的，就要通过矢量控制理论，利用坐标变换和磁场定向把发电机定子电流分解为相互解耦的有功、无功分量，分别进行控制。由于网侧的电压比较稳定，因此一般将d轴定向到定子电压或者定子磁链上，本文采用定子磁链定向（SVO）的矢量控制，将d轴定位在Ψs的方向上，称作M轴，逆时针旋转90图1.6定子磁链定向坐标变换示意图由上图可知，定子磁链矢量与M轴方向一致，则：ΨMs=Ψs，Ψi对有功、无功功率的控制是通过DFIG转子侧换流器进行的，在SVO控制下，有功、无功功率与转子电流之间的关系为：P=可以看出，DFIG的有功功率P转子电流T轴的分量有关，无功功率Q仅与转子电流M轴分量有关，而电磁转矩Te与转子电流T因此调节转子转矩电流分量iTr可以调节P或Te，调节转子励磁电流分量iMr可以调节Q已知发电机控制的输入变量为电压向量，由于uMs=0，uTs=−UΨu式中：uMr，uTr为实现转子电压、电流解耦控制的解耦项；∆uMr根据以上分析，可以得到基于定子磁链定向的DFIG矢量控制框图，如下图所示：图1.7基于定子磁链定向的DFIG矢量控制框图该控制系统采用电流内环以及功率外环双闭环结构，其中有功与无功串级控制环互相独立控制。在功率外环中，有功功率参考值由转速控制系统给定，无功功率参考值根据风电场控制系统给定，一般令Q∗=0。有功、无功反馈值与参考值P∗、Q∗比较后，经过PI控制得到转子电流有功、无功分量的参考值iMr∗、iTr∗。转子电压指令uMr∗