交流励磁双馈风力发电系统建模与仿真研究

本文以交流励磁双馈风力发电系统建模与仿真为主题,分析了双馈电机的基本运行理论,双馈电机基于定子磁链定向的有功、无功解耦控制的基本原理。在前述基础上,作者建立了双馈风力发电系统仿真模型。 文章首先对双馈电机的基本运行理论进行了分析,分析了双馈电机的基本机械特性。推导了转子外加电压与电机转速、定子侧功率因数之间的关系。总结了外加电压与转子感应电动势之间的角度对电机速度与定子无功之间的关系。分析了基于定子磁链坐标系下双馈电机四种运行状态(次同步电动/发电、超同步电动/发电)的矢量图。通过仿真验证了作者的总结。 简要的介绍了网侧PWM变换器的基本原理,结合风力发电系统要求,着重分析了直流侧电容的选择方法,通过仿真表明网侧变换器在负载剧烈变化时,直流电压有较好的稳定性。分析了基于定子磁链定向的双馈电机并网的基本原理,给出了并网控制策略的结构框图。仿真结果表明其冲击电流较小,是一种理想的并网方式。介绍了风力机的特性,建立了风力机仿真模型。分析了基于定子磁链定向磁链定向的双馈电机有功、无功解耦控制策略。采用无需检测风速的最大风能追踪方案,通过仿真验证该方案的可行性。最后,在实验室进行了网侧变换器的试验研究,以TMS320LF2407 DSP为核心,设计了系统硬件和软件,试验结果较为理想。