交直交風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真研究

《交直交風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真研究》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、<電氣開關(guān)>(2011．No．4)文章編號：1004—289X(2011)o4—0025一O5交直交風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真研究徐穎劍(華北電力大學(xué)，北京102206)摘要：對交直交風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理以及控制技術(shù)進(jìn)行了較為全面的闡述，重點介紹了交直交變頻器的工作原理；建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，并在不同輸入下進(jìn)行了動態(tài)仿真，對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，驗證其控制理論的正確性。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；交直交；動態(tài)模型中圖分類號：TM614文獻(xiàn)標(biāo)識碼：BA．D．AWindPowerSystemModelingandSimulationResearchxuYi

2、ng-jian(NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：TheworkingprincipleandcontroltechniqueofA．D．Awindpowerpowersystemareoverallstated．IntroducetheprincipleofA．D．Ainverter，makearelativemathematicalmodel，makedynamicsimulationunderdiferentinputs，analyzeth

3、esimulationresultsandverifycorrectnessofitscontroltheory．Keywords：windpowergeneration；A．D．A；dynamicmodel合。本文主要研究交流／直流／交流系統(tǒng)。1引言本文圍繞交直交風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其相關(guān)控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運展開研究。對交直交風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理以及控行時，要求風(fēng)電頻率和電網(wǎng)頻率保持一致，即風(fēng)電頻率制技術(shù)進(jìn)行了較為全面的闡述并建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模保持恒定，因此，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分為恒速恒頻發(fā)電機系型。在MATLAB

4、／SIMULINK軟件下對相關(guān)的模型進(jìn)統(tǒng)(CSCF系統(tǒng))和變速恒頻發(fā)電機系統(tǒng)(VSCF系行了仿真研究，并對仿真結(jié)果做出具體的分析，得出相統(tǒng))¨1。恒速恒頻發(fā)電機系統(tǒng)是指在風(fēng)力發(fā)電過程中關(guān)的結(jié)論。保持發(fā)電機的轉(zhuǎn)速保持不變從而得到和電網(wǎng)頻率一致2交直交變頻器工作原理的恒頻電能。恒速恒頻系統(tǒng)(CSCF系統(tǒng))一般來說比交直交變頻器的工作原理是：先通過整流器將工較簡單，所采用的發(fā)電機主要是同步發(fā)電機和鼠籠型頻交流電變換成直流電，再通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)變感應(yīng)發(fā)電機¨。變速恒頻發(fā)電機系統(tǒng)(VSCF系統(tǒng))，成交流電。變頻器輸出的交流電的幅值和頻率均可調(diào)

5、是指在風(fēng)力發(fā)電過程中發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，并以隨風(fēng)速變節(jié)。交直交變頻器由整流環(huán)節(jié)、直流環(huán)節(jié)和逆變環(huán)節(jié)化而通過其他的控制方式來得到和電網(wǎng)頻率一致的恒3部分構(gòu)成。其電路圖如圖1～圖3所示。頻電能。整流環(huán)節(jié)：6個晶閘管構(gòu)成三相橋式可控整流目前國際上有多種方案實現(xiàn)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電。電路，采用自然換相。這6個晶閘管的導(dǎo)通順序是如交流／直流／交流系統(tǒng)、磁場調(diào)制發(fā)電機系統(tǒng)、交流勵磁雙饋發(fā)電機系統(tǒng)、無刷雙饋發(fā)電機系統(tǒng)、爪極式發(fā)電fvT．’2fVT3。2州1l機系統(tǒng)、開關(guān)磁阻發(fā)電機系統(tǒng)等【3】。這些變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)有的是發(fā)電機與電力電子裝置相結(jié)合實現(xiàn)變速VT,-

6、22f’恒頻的，有的是通過改造發(fā)電機本身結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)變速恒頻的。這些系統(tǒng)都有自己的特點，適用于不同的場圖1交／直／交變頻電路簡圖圖2整流器電路圖<電氣開關(guān)>(2Ol1．No．4)法，能消除同步電機電壓方程中的時變電感，使同步電機問題的計算簡捷、準(zhǔn)確。風(fēng)力發(fā)電機定子上有三相對稱的繞組，用A、B、C表示，轉(zhuǎn)子上有三相或多相對稱繞組(多相對稱繞組可以等效為三相對稱繞組)用a、b、c表示，如圖4所示。根據(jù)Park變換，可把A、B、C(a、b、c)軸系變換到圖3逆變器電路圖任意的d、q、O(D、Q、o)系統(tǒng)，反之，任意d、q、O(D、Q、(vTl，

7、V，I’2)一(VT2，VT3)一(VT3，VT)一(vT。，0)的系統(tǒng)也可變換到A、B、C(a、b、c)系統(tǒng)。圖4中v，I’5)_+(VT5，VT6)一(VT，VT。)。整流電路的作角定義為：q軸與X軸(A相繞組軸線)間的夾角。用是：將三相交流電整流成幅值可調(diào)的直流電，其1中幅值的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)晶閘管的控制角的大=()鴛+(o)小來實現(xiàn)的，角越小，就越大，兩者的關(guān)系用公式表示三相橋式可控整流電路接電感型負(fù)載：Ud2．34COSt)／o直流環(huán)節(jié)：C為直流側(cè)大電容，能夠濾除高頻諧波，可使直流電壓的波形更為平直。因為直流環(huán)節(jié)中并接大電容，所

8、以這種變頻器屬于電壓型變頻器。C逆變環(huán)節(jié)：VT。一VT6構(gòu)成三相橋式逆變電路，采用強迫換流方式。強迫換流電路由C。一C、L?！獿構(gòu)圖4坐標(biāo)系示意圖成，作用是：當(dāng)某個晶閘管(即逆變管)需要關(guān)斷時，強3．2任意