双馈风力发电机建模与仿真分析

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中图分类号：ＴＭ６１４
文献标识码：Ｂ
文章编号：０２１９ — ２７１３（２０１３）０３ — ００２０ — ５
目前，世界上的化石能源日益枯竭，电力能源的发展迫切需要发展新能源，风能是一种清洁的可再生能源，而风力发电已经在世界范围内得到了迅
ＸＩＡＯＭａｎ，ＷＡＮＧＱｉａｎ，ＷＵｘｉ — ｘｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｏｕｂｌｙ —ｆｅｄｗｉｎｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ａｎｄｕｓｉｎｇｍａｄａｂ／ｓｉｍｕｌｉｎｋｔｏｏｌ，ｔｏａｍｏｄｅｌｉｓ
式中：Ｐ为空气密度；为风力机叶片半径；０为桨距角；
Ａ为叶尖速比；Ａ：（２）
Ｖ
动态调节发电机无功的输人输出来有效地提高机
组输出母线的电压稳定性【ｌ】。双馈风力发电机组如
图１所示。
三相交流母线
当，可以实现双馈风力发电机的功率解耦控制，双馈风力发电机组具有良好的运行特性，同时验证
了所建模型的正确性和有效性。
关键词：风力发电；双馈风力发电机；矢量控制；解耦控制
ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＤｏｕｂｌｙ。＿－ｆｅｄＷｉｎｄＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｏｒ
输出有功和无功的解耦控制，基于ｍａｔｌａｂ／ｓｉｍｕｌｉｎｋ
平台搭建了风机并网的发电系统仿真模型来验证
控制策略的可靠性。
速发展。其中双馈风力发电机组是风力发电的核心部件，在风电系统中得到了广泛应用。本文推导了双馈风机的数学模型，采用矢量控制技术实现风机
收稿日期：２０１２ — １０ — １５
１双馈风力发电机的原理
双馈风力发电机在额定工况以上时通过调节
—
２０一
题凰撬恭
桨距角来实现功率的恒定输出，在额定工况以下可以通过调节转子励磁变频器输入到发动机绕组的频率来调节风机转子的转速，提高机组在低风速下的输出功率，这样还可以降低机组的疲劳负荷，并
第１６卷
第３期
奄涤柱般用
ＰＯＷＥＲＳＵＰＰＬＹＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＩＥＳＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴ１０ＮＳ
Ｖ０Ｉ．１６Ｎｏ．３Ｍａｒ．２０１３
２０１源自文库年３月
双馈风力发电机建模与仿真分析
ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｔｈｅｗｉｎｄｍａｃｈｉｎｅ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐａｒｔｓ，ｄｏｕｂｌｙ—ｆｅｄｉｎｄｕｃｉｏｔｎｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｓｔａｔｏｒｌｆｕｘｏｒｉｅｎｔｅｄｖｅｃｔｏｒａｎｄｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｉｏｔｎｐａｒｔ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｉｏｔｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｙｇｉｓｐｒｏｐｅｒ．Ｉｔｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｐｏｗｅｒｄｅｃｏｕｐｉｌｎｇｃｏｎｔｒｏｌｏｆｄｏｕｂｌｙ—ｆｅｄｉｎｄｗｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒ．Ｔｈｅｄｏｕｂｌｙ —ｆｅｄｗｉｎｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｈａｓｇｏｏｄｏｐｅｒａｉｎｔｇｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｉｃｔｓ．Ｉｔａｌｓｏｓｈｏｗｓｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙａｎｄｃｏｒｒｅｃｍｅｓｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅ１．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｉｔｏｎ；ｄｏｕｂｌｙ — — ｅｄｆｉｎｗｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌ；ｄｅｃｏｕｐｉｌｎｇｃｏｎｔｒｏｌ
肖曼，汪谦，吴稀西
（三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌４４３０００）
摘
要：以双馈风力发电机为研究对象，应用ｍａｄａｂ／ｓｉｍｕｉｌｎｋ工具建立了包括风力机、传动部分、双
馈感应发电机、定子磁链定向的矢量控制策略及并网部分整体模型，仿真结果表明所用控制策略得