变速恒频双馈风力发电系统分析及仿真研究

admin · 发表于 2023-10-5 13:55:02

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本文在对变速恒频双馈风力发电系统理论分析的基础上，建立了双馈感应电机（DFIG）及变流器的数学模型，并将矢量控制技术应用到双馈风力发电系统的运行控制上，实现了DFIG有功、无功的解耦控制、最大风能捕获运行和网侧变流器的直流母线电压稳定及单位功率因数运行控制。随着风机并网容量的增加，对风电机组的抗干扰性的要求逐渐提高，要求风电系统在电网电压波动、频率波动和三相电压不平衡等扰动状态下能够稳定运行，保证电网安全。针对以上要求，本文提出一种全功率变流器作为风电场扰动发生装置来模拟电网的各种扰动状态，并针对电网电压出现不平衡故障时网侧变流器的响应进行了分析，提出了抑制直流侧电压二倍频波动的网侧参考电流算法，采用正负序电流分别控制的策略。双馈风力发电系统矢量控制技术的关键是电网同步信息的获取，本文针对矢量控制中传统的软锁相环（SPLL）的不足提出了一种基于滤波器和陷波器的新型软锁相环技术，该技术不仅具有响应速度快、稳定性能好、抗干扰能力强等优点，还能有效抑制SPLL输出相位中的100Hz波动，有助于改善网侧变流器在电网不对称故障期间的动态控制性能。本文所设计的双馈风力发电系统控制策略、电网电压不平衡情况下网侧变流器控制策略、风电场扰动发生装置及新型软锁相环的有效性在PSCAD/EMTDC 仿真软件中得到了验证，能够满足各项技术要求。

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