基于P-Q解耦控制的并网双馈风力发电系统小信号稳定性分析

能源的紧缺以及全球变暖使得风力发电作为一种减少温室气体排放的主要发电方式在世界各国得到了快速发展,其技术也不断进步。由于带机械传动轴的双馈风力发电系统可以在转子变速运转的情况下直接连接到交流电网实现变速恒频,同时具有易于实现P-Q解耦控制,电机成本不高,能效高以及变换器只占有电机总能量的20%30%等优点而成为风力发电系统的主流。 本文对并网的风力发电系统引入了小信号分析模型。首先在风力发电系统建模的基础上,研究了双馈风力发电机本体的小信号稳定性。接着建立了并网条件下的风力发电系统数学模型,然后在变流器转子侧引入了实现双馈风力发电机有功功率和无功功率解耦的P-Q解耦控制技术,分析了不同的假设下的数学模型（定子电流假设以及有无P-Q解耦控制器）,并以微分代数方程的形式加以比较讨论。最后,通过对系统特征值的存在的振荡模态以及阻尼因素的研究表明:基于P-Q解耦控制的并网双馈风力发电系统是稳定的,且P-Q解耦控制器能够明显改善并网双馈风力发电系统的性能。