关键字 |
| 风能转换系统(wec),双馈感应发电机(DFIG)定子磁通定向矢量控制、VOC(电压定向控制) |
介绍 |
| 在可再生能源中,风能系统已经开发出与指数增加突出的电能供应商单位功率等级和整体能力。由于不同地区的风速的随机性,需要灵活的发电系统保持恒定频率电压和稳定的力量。网格连接系统中风能系统连接到现有的网格。系统的电压和频率是固定的网格。基于双馈感应电机(DFIM)的风力涡轮机无疑产生的风力涡轮机制造商的领先技术,证明这是一个成本有效,高效和可靠的解决方案。他们被广泛应用于现代风力发电系统,由于变速操作的优势在两个子同步和超同步运行,部分额定功率转换器,四象限活跃和无功功率的能力。 |
DFIG机器造型 |
| DFIG机建模的dq坐标系。d轴沿定子磁通定向矢量。因此,变量与角频率等于定子磁通作为直流变量出现的频率。 |
| 沿着定子磁通定向的参考系的各种变量导出如下 |
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| 产生的电力是由机器 |
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| 因此电机转矩可以表示为, |
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电网侧和转子侧变换器的控制策略 |
| 的DFIG控制适当的和有效的风能转换是必要的和不可避免的。保持大小的发电机,如扭矩、活跃和无功功率,而且震级与电网侧变换器,如无功功率和直流总线电压接近最优值。典型的DFIG-based风能转换系统(wec)组成,风力涡轮机(包括变速箱),DFIG,背对背转换器连接到电网。定子的DFIG直接连接到电网。的DFIG转子连接到电网通过背对背连接转子侧变换器和电网侧变换器。直流环节电容连接两者之间的转换器。这个系统的框图如图1所示。面向电网侧变换器(GSC)采用电压控制(VOC)和转子侧变换器(RSC)采用定子磁通定向矢量控制。 |
答:GSC的电压定向矢量控制 |
| 供应转换器的目的是保持直流母线电压恒定不论转子功率的大小和方向。媒介控制方法,面向参考系的沿定子(或供应)电压矢量的位置,使活跃和无功功率的独立控制供应和供应之间的转换器。PWM变换器电流调节,使用的直轴电流调节直流环节电压和交轴电流调节无功功率。因此供给PWM变换器用于调节系统的无功功率。图2显示了电压定向控制的示意图。 |
| 在逆变器的电压平衡 |
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| dq坐标系,在供应角频率旋转,与电源电压矢量d轴重叠作为栅极电压, |
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| 电网侧真实和无功功率的表达式 |
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| 通过功率平衡方程 |
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| 看到的是通过idg直流环节电压可以控制。控制方案采用电流控制循环d轴和q轴与d轴电流栅极电流需求源自直流环节电压误差通过一个标准的PI控制器。q轴电流需求决定供给的电感位移因素。 |
| 引用d q电网侧变换器的电压 |
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| d轴的角位置的栅极电压可以找到 |
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| RSC的b .定子磁通定向矢量控制 |
| DFIM矢量控制,d和q的组件轴转子电流的监管。如果一个参考系与定子磁通导向,主动和无功功率流动的定子可以独立控制的交、直流货架不需要知道旋翼诱导电动势。由于定子连接到电网,定子电阻的影响很小,定子magnetising电流可以被认为是常数。控制原理图3所示。定子和转子电流之间的关系 |
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| 由定子磁通定向简化电压、流量和功率方程 |
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| 定子磁场定向取向下,关系真实和无功功率和转子电流可以写成 |
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仿真分析 |
| 开发了DFIG模型分析的功率调节方法,使用MATLAB / SIMULINK超同步和次同步的模式。 |
| DFIG机用于分析模拟使用dq坐标系和各种内部参数表1中列出。基于仿真的DFIG wec进行没有任何控制GSC和RSC测试发达dq DFIG的模型。机器运行在1650 RPM和扭矩-50 n - m超同步生成模式和示波器波形定子和转子电流、定子和转子真正的力量,速度和转矩如图4所示(一)- (c)。它可以观察到,在超同步运行博特定子和转子实权是负的。因此美联储权力是定子和转子的网格。 |
| 在矢量控制的wec 1:6降压器之间的连接网格和电网侧变换器和直流环节电压维持在100 V,风力涡轮机特征图7所示。电网侧无功功率设置为0之间的关系显示了电网电压和电网电流超同步和次同步的模式分别为图5、6所示。在超同步模式下电网美联储从DFIG转子是在次同步的模式是从电网。因此功率流向的变化可以看作是180 o栅极电压之间的相移和栅极电流。步骤给出了风速的变化从7.2 m / s, 8.4 m / s, 4秒和监管反应中观察到定子实权,如图8所示。 |
结论 |
| 功率调节网格连接风能转换系统的DFIG提出了不同风速。之间的反馈PWM变换器采用风力涡轮机驱动的DFIG和网格为了控制风力发电机向电网的功率流。定子磁通定向矢量控制在转子侧变换器采用解耦DFIG的活跃和无功功率控制。采用电网电压定向矢量控制在电网侧变换器来维持恒定的直流环节电压的有效功率流和维持整个系统的功率因数统一与风速的变化,结果表明,系统自动捕获的最大力量可能答速度和监管控制是毫秒内完成。在超同步和亚同步操作之间变化对开转换器之间自动转换操作,逆变器和转换器。电网无功功率保持接近0从子同步到超同步速度。 |
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表乍一看 |
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| 表1 |
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数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4一 |
图4 b |
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| 图4 c |
图5 |
图6 |
图7 |
图8 |
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引用 |
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