基于svpwm雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真

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1、內(nèi)蒙古電力技術(shù)2010年第28卷第4期INNERM0NGOLlAELECTRICPOWER基于SVPWM的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真DoubleFedWindPowerGenerationSimulationSystemBasedonSVPWNTechnology劉昭睿。郝娟，王樹一(內(nèi)蒙古電力科學(xué)研充院，內(nèi)蒙古呼和浩特010020)『摘要1在RTDS環(huán)境下構(gòu)建基于SVPWM(空間矢量脈寬調(diào)制)的雙饋型異步發(fā)電機(jī)及控制系統(tǒng)的仿真模型．其控制回路中所包含的矢量控制能夠跟蹤最大風(fēng)能，從而獲取最大能量。仿真1個(gè)容量為1．5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)．發(fā)電機(jī)功率因數(shù)和直流電壓具有可

2、控性，發(fā)電機(jī)輸出有功功率、無功功率能夠解耦控制。試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)的控制特性良好?！宏P(guān)鍵詞1雙饋型異步發(fā)電機(jī)；風(fēng)力發(fā)電；SVPWM；仿真『文獻(xiàn)標(biāo)志碼1B『文章編號(hào)1l008—6218(2010)04—0001—040引言調(diào)頻調(diào)壓的正弦波電源而SVPWM方法將逆變系統(tǒng)和異步電機(jī)看作1個(gè)整體來考慮，模型比較簡(jiǎn)單，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量的不斷增大．提高運(yùn)行便于微處理器的實(shí)時(shí)控制：開關(guān)頻率高達(dá)1O20效率、最大程度地利用風(fēng)能已經(jīng)成為風(fēng)力發(fā)電技術(shù)kHz．消除了低次諧波．在諧波性能上能滿足DFIG研究的重要內(nèi)容國(guó)內(nèi)在雙饋風(fēng)電系統(tǒng)仿真技術(shù)已的勵(lì)磁要求：輸入輸出特性好．對(duì)電網(wǎng)和發(fā)

3、電機(jī)造成有大量研究成果．但大多都是使用離線分析軟件．研的影響比較小究結(jié)果與實(shí)際情況存在較大誤差本文基于RTDS1．2模型(RealTimeDigitalSimu1ator，實(shí)時(shí)數(shù)字仿真)系統(tǒng)，無論是網(wǎng)側(cè)變換器還是機(jī)側(cè)變換器．均可用1依據(jù)內(nèi)蒙古風(fēng)場(chǎng)機(jī)組的實(shí)際數(shù)據(jù)．研究采用SVP—個(gè)統(tǒng)一的模型來表示，如圖l所示。圖中接于L．、、WM(SpacePulseVectorWidthMode1．空間矢量調(diào)k與中性點(diǎn)N間的小方框既可以表示三=三相負(fù)載．也制)技術(shù)的雙饋風(fēng)力發(fā)系統(tǒng)控制原理及過程．并在可以表示三相電源由于三相橋臂的開關(guān)狀態(tài)互補(bǔ)．RTDS上建模進(jìn)行仿真．為進(jìn)一步研究

4、風(fēng)機(jī)控制特一共可以形成8種開關(guān)狀態(tài)組合：，坐標(biāo)平面上性及風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)之間的相互影響提供依據(jù)II一21旋轉(zhuǎn)的任何電壓矢量．均可以用該電壓所在區(qū)間相鄰的2個(gè)基本電壓矢量共同作用來合成．可獲得61SVPWM原理及模型【3-41種非零的特定矢量和2個(gè)零態(tài)向量因此．可以采用從逆變器的6個(gè)處于空間特定位置的開關(guān)狀態(tài)矢量1．1原理及優(yōu)勢(shì)中．選擇2個(gè)相鄰的矢量與零矢量合成1個(gè)等效的SVPWM的原理是：以相對(duì)稱正弦波電壓供旋轉(zhuǎn)空間矢量．調(diào)控其大小和相位．來實(shí)現(xiàn)三相逆變電時(shí)的三相對(duì)稱電動(dòng)機(jī)定子理想磁鏈圓為參考標(biāo)器輸出電壓的調(diào)控這種控制原理被稱為電壓空間準(zhǔn)，以j相逆變器不同開關(guān)模式作

5、適當(dāng)?shù)那袚Q．從而矢量PWM控制形成PWM(PulseWidthModulation，脈寬調(diào)制1波，圖2是利用RTDS的Cbuilder(用戶使用C語以所形成的實(shí)際磁鏈?zhǔn)噶縼碜粉櫰錅?zhǔn)確磁鏈圓傳言開發(fā)模塊的工具)開發(fā)的SVPWM功能模塊．有4統(tǒng)的SPWM方法從電源的角度出發(fā)．以生成1個(gè)可個(gè)輸入變量端口和3個(gè)輸出變量端口：al、be、Udc、【收稿日期】2010—07—09[作者簡(jiǎn)介】劉昭睿(1982一)，女，河南省人，碩士，工程師。從事電網(wǎng)規(guī)劃研究及計(jì)算分析工作。2內(nèi)蒙古電力技術(shù)2010年第28卷第4期大小的無功功率rl、Tj2．2控制系統(tǒng)模型建立IV'--如圖3所

6、示．控制系統(tǒng)通過2個(gè)相對(duì)獨(dú)立的環(huán)=-LI＼lJ1———-[==卜N節(jié)對(duì)2個(gè)變換器分別進(jìn)行控制：網(wǎng)側(cè)控制實(shí)現(xiàn)交流_1=■(]一功率因數(shù)控制和在各種狀態(tài)下保持直流環(huán)節(jié)電壓穩(wěn)j．_J定．確保機(jī)側(cè)變換器乃至整個(gè)DFIG勵(lì)磁系統(tǒng)可靠圖1變換器模型圖2SVPWM功能模塊工作：機(jī)側(cè)控制實(shí)現(xiàn)DFIG輸出解耦的有功功率和無功功率Tpwm分別用于輸入Ot軸分量軸分量、直流電壓2．2．1網(wǎng)側(cè)控制值、變換器開關(guān)周期。c、c、C33個(gè)端口輸出的參考變圖4是網(wǎng)側(cè)控制結(jié)構(gòu)圖。網(wǎng)側(cè)變換器吸收的有量與參考三角波比較后．分別控制變換器3組互補(bǔ)功功率是由定子電流的直軸分量i決定的，當(dāng)交流開關(guān)(T1和

7、T4、T3和T6、T5和T2，見圖1)的導(dǎo)通。側(cè)輸入功率大于負(fù)載消耗功率時(shí)．多余的功率使直流環(huán)節(jié)電容電壓升高；反之，電容電壓降低。因此，直2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及控制系統(tǒng)模型建立流環(huán)節(jié)電壓可通過i，進(jìn)行控制，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，直流環(huán)節(jié)電壓低于參考值U(大于0)，網(wǎng)側(cè)變換器工作于整流狀態(tài)．從電網(wǎng)吸收更多的能量為直流環(huán)2．1雙饋型異步發(fā)電機(jī)原理151節(jié)電容充電，使升高；反之，網(wǎng)側(cè)變換器工作于逆隨著電力電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展．雙變狀態(tài)．直流環(huán)節(jié)向電網(wǎng)釋放能量。故能夠穩(wěn)定饋型異步發(fā)電機(jī)fDoubly—FedInductionGenerator，簡(jiǎn)稱DFIG1在風(fēng)電領(lǐng)域得到廣泛

8、應(yīng)用。DFIG在結(jié)在給定