資源描述：
《雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組功率調(diào)控能力研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第25卷第9期電力科學(xué)與工程V01．25．No．92009年9月ElectricPowerScienceandEogineeringSep．，2009雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組功率調(diào)控能力研究孫蕾，余洋，原美琳(華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，河北保定071003)摘要：以變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組為研究對象，在PSCAD／EMTDC仿真環(huán)境T~．Jg7雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機的電磁暫態(tài)仿真。在此模型的基礎(chǔ)上，對雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組有功功率和無功功率調(diào)控能力進(jìn)行了研究。通過追蹤不同風(fēng)速情況下的最大風(fēng)能，保證最佳有功功率輸出；跟蹤不同風(fēng)速情況下的無功功率極限變化，構(gòu)
2、建了面向風(fēng)電場鄰近電網(wǎng)動態(tài)無功最優(yōu)補償控制策略，從而充分發(fā)揮了雙饋異步風(fēng)電機組的靈活調(diào)控能力。關(guān)鍵詞：雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組；解耦控制；最大風(fēng)能追蹤；無功功率極限；動態(tài)補償中圖分類號：TM614文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A功功率、無功功率等各個變量的表達(dá)式和相互間的0引言關(guān)系，在PSCAD／EMTDC仿真環(huán)境下實現(xiàn)了雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機的電磁暫態(tài)仿真。在此仿真模型的近年來，隨著電力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，變速恒頻基礎(chǔ)上，對雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組有功功率和無功雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組已成為兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組功率調(diào)控能力進(jìn)行研究，詳細(xì)分析了雙饋異步風(fēng)力的主流機型。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組與恒速
3、恒頻風(fēng)發(fā)電機組在不同風(fēng)速情況下的最大風(fēng)能追蹤的原理力發(fā)電機組相比有顯著的優(yōu)越性：低風(fēng)速時它能夠和控制策略，保證最佳有功功率輸出；同時，計算根據(jù)風(fēng)速變化，在運行中保持最佳葉尖速比以獲得了機組的無功功率極限范圍，通過跟蹤不同風(fēng)速情最大風(fēng)能；高風(fēng)速時利用風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的變化，存儲或況下的無功功率極限變化并結(jié)合風(fēng)電場當(dāng)?shù)刎?fù)荷無釋放部分能量，提高傳動系統(tǒng)的柔性，使有功功率功需求或電網(wǎng)過剩無功實現(xiàn)無功功率的就地補償，輸}{J更加平穩(wěn)U-6]o同時，變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組從而充分利用了雙饋異步風(fēng)電機組的靈活調(diào)控能能夠?qū)崿F(xiàn)有功功率和無功功率的解耦控制，具有一力，實現(xiàn)了風(fēng)電機組的
4、優(yōu)化運行。定的無功功率吸收和發(fā)出能力，不但可作為有功電源向電網(wǎng)發(fā)出電能，也可作為無功電源穩(wěn)定電網(wǎng)電1有功無功解耦控制壓或?qū)ο噜徲脩魺o功消耗起無功補償作用。所以，計算不同風(fēng)速下變速恒頻風(fēng)電機組的無功功率極風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)如圖1所示。限，對于選擇雙饋電機風(fēng)電場無功控制策略、確定雙饋異步發(fā)電機組包括風(fēng)力機、繞線式雙饋異變速恒頻風(fēng)電機組的無功功率控制的整定值具有重步電機本體、變頻器和控制環(huán)節(jié)。其定子繞組直接要意義~l0】。因此，對雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組有功接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子采用三相對稱繞組，經(jīng)背靠背的功率和無功功率調(diào)控能力研究一直是人f1']比較關(guān)注PWM雙向電壓源變頻器
5、與電網(wǎng)相連，給發(fā)電機提的一一個方面。供交流勵磁，勵磁頻率即為發(fā)電機的轉(zhuǎn)差頻率””。本文以變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組為研究本文通過定子磁鏈定向矢量控制技術(shù)來完成對對象，采用有功無功功率解耦的矢量變換控制技雙饋異步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子側(cè)PWM控制。假設(shè)定子和術(shù)，分析了發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子之間電壓和電流，有轉(zhuǎn)子都取發(fā)電機慣例，進(jìn)行發(fā)電機模型坐標(biāo)變換，收稿日期：2009—03-25．作者簡介：孫蕾(1985一)，男，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院碩士研究生2電力科學(xué)與工程2009笠Po=0．5Cp(，)p7c，(3)式中P為空氣密度，為風(fēng)輪半徑，為風(fēng)能利用系數(shù)。對于一個特
6、定的風(fēng)力機，具有唯一個使得最大的葉尖速比，稱之為最佳葉尖速比，用表示，對應(yīng)的為最火風(fēng)能利用系數(shù)，用C表示。在風(fēng)速低于額定風(fēng)速變化的情況下，必須控制發(fā)電機的轉(zhuǎn)速從而保持不變，只有在這種運行方式下才能保證風(fēng)力機捕獲最大風(fēng)能、效率最高；圖1雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在風(fēng)速高于額定風(fēng)速變化的情況下，則需要限制風(fēng)力發(fā)電機組保持在額定值下發(fā)電。將三相靜止abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換到同步旋由DFIG的功率關(guān)系可知：轉(zhuǎn)的d-q坐標(biāo)系下，d軸與定子磁鏈?zhǔn)噶糠较蛞恢隆４藭r，，。q=zf，g=0，并結(jié)合CO。f=∞，IP,=Po—Pc一可得：{ID———Pm—Pr士【4)。一1一
7、一1一—S“+aL魯aL式中，尸cu，尸fe分別為發(fā)電機定子輸出功率、銅耗、鐵耗；Po為發(fā)電機電磁功率；，，分別‰r魯)㈣為發(fā)電機輸入機械功率，機械損耗和吸收的凈機械功率；尸f，為發(fā)電機轉(zhuǎn)子功率和轉(zhuǎn)子損耗。假設(shè)風(fēng)力發(fā)電機組始終運行于最佳功率有功輸=魯出狀態(tài)，則在式(4)中，令P0=P。從而有：=一△P{l=1．5uqiq=1．5。U。(2)_Pr=干(5)IQs1·51一1u3△P+式中U。，rs，fs，L，分別為定子電壓、電阻、電流、漏抗、磁通，U，，，，分別為轉(zhuǎn)子電壓、電2．2有功功率控制策略阻、電流、漏抗、磁通；“’、“g”分別代表直軸在切入風(fēng)速以
8、上、額定風(fēng)速以下時，雙饋異步和交軸，09為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度，o=1一，∞∞一∞。風(fēng)
