兆瓦級雙饋異步風力發電系統的仿真分析

         2 雙饋風力發電機組的仿真模型
MATLAB中雙饋異步風力發電機組的仿真模塊包括：風速模型、變槳距風力機模型、雙饋風力發電機模型、雙PWM變流器模型、網側和轉子側控制系統模型等【3】。鑒于風力發電機組的復雜性，本文僅給出網側和轉子側控制系統的仿真模型。
      2.1 網側變流器的矢量控制 
      雙饋異步發電機網側變換器的矢量控制仿真模型如圖2所示。它由三相鎖相環、3/2矢量變換、電流調節器、2/3矢量變換組成【4-6】。

      2.2 轉子側變流器的矢量控制
      雙饋異步發電機組轉子側的矢量控制仿真模型如圖2所示。它由3/2矢量變換、無功功率調節器、轉矩控制器、最優轉子q軸電流計算、電流調節器以及2/3矢量變換組成。

      3 仿真分析
      本文在MATLAB軟件平臺中搭建了額定風速11m/s,風機額定功率為1.5MW的風力發電系統仿真模型。仿真結果表明：本文所建立的風力發電機組在風速變化時，能夠很好的跟蹤最大風能，并能實現良好的有功、無功解耦控制。圖2到圖6分別為風速模型、發電機轉速、有功和無功分量。

      4 結論
      本文分析了兆瓦級雙饋風力發電機組的工作原理和數學模型，在MATLAB中采用結構化方法建立了1.5MW風電機組的仿真模型。該模型基于定子磁場定向的矢量控制方法，采用雙PWM變流器，對大型并網風電機組的最大風能跟蹤、有功和無功功率的解耦控制進行了仿真。仿真結果驗證了控制系統的有效性，對控制系統的實用化具有重要的現實意義。
      參考文獻
      [1] 葉杭冶. 風力發電機組的控制技術[M]. 北京: 機械工業出版社, 2006.
      [2] 惠晶. 新能源轉換與控制技術[M]. 北京: 機械工業出版社, 2008.

     [3]孫蕾, 吳濤, 樊小偉,米增強. 雙饋異步風力發電機組運行特性仿真分析[J]. 電力科學與工程,2009.6
     [4]陳昆明, 湯天浩, 陳新紅等. 永磁半直驅風力機控制策略仿真[J]. 上海海事大學學報, 2008.12
     [5]Hopfensperger B. Stator-flux oriented control of a doubly fed induction machine with and without position encoder [J]. IEE Proc Electr Power Appl, 2000, 147 (4): 241-250.
     [6]李文靜,熊光煜. 基于MATLAB的異步電動機矢量控制變頻調速系統的仿真[J]. 電力學報, 2006.2
     作者簡介：
     董紅喜(1983-)，男，山西運城人，太原科技大學在讀研究生，研究方向為風力發電的控制技術
     孫志毅(1959-),男，山西長治人，太原科技大學教授，博導，研究方向為控制理論與工程
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