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无刷双馈风力发电机的控制策略与实现
2008-08-21 15:14:09  来源:电机与控制学报  浏览次数:0  
  •   为了探讨变速恒频(VSCF)控制的无刷双馈发电机(BDFM)风电系统的有效控制策略,在分析BDFM的结构特点和工作原理基础上,给出VSCF发电模式的控制方法,构建了转子转速约束下的电机d—q坐标系数学模型,推导出变速恒频运行模式的功率控制策略。

  1引言
  
  近年来,资源的短缺和环境的日趋恶化,使世界各国开始重视开发和利用可再生、无污染的新能源。风力发电是可再生能源利用的典型代表。在各种风能发电系统中,变速恒频系统可以在输出功率低于定功率时使效率达到最高,因而取代恒速恒频系统成为当前世界风能发电的主流。本文所述无刷双馈电机(BDFM)由于无转子滑环、电刷,使发电系统的运行和维护成本显著降低,采用适当的控制策略可实现变速恒频(VSCF)发电,且具有交流励磁发电系统的优点,是今后风能发电的主要趋势[1,2]。
  
  本文在对BDFM的结构和变速恒频原理分析的基础上,通过坐标变换对BDFM建立转子速d-q坐标系下的全解耦数学模型,给出变速恒频的功率控制方法,并进行仿真研究。通过仿真结果验证BDFM发电系统能够实现变速恒频发电以及有功和无功功率的解耦控制,实现发电效率优化控制
  
  2无刷双馈电机的VSCF发电原理
  
  2.1无刷双馈发电机原理
  
  如图1所示,无刷双馈发电机定子有两套绕组,分别是功率绕组和控制绕组,两套定子绕组在电路和磁路方面是解耦的,转子采用自行闭合的环路结构,其机械结构简单,运行方式灵活。由于控制绕组的功率仅占电机总功率的很小部分,因此所需双向变频器的容量比较小[3],可显著降低VSCF调速系统的成本。

[附件:详见附件]

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