馈风力发电机组励磁控制系统试验研究
电工技术学报
２００９年２月
图２转子侧逆变器矢量控制框图
Ｆｉｇ．２
Ｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌ
ｓｃｈｅｍｅｆｏｒ
ｒｏｔｏｒｓｉｄｅｉｎｖｅｒｔｅｒ
２．３
电网侧整流器矢量控制
变速恒频风力发电励磁控制系统中网侧整流器
的主要作用是在能量流动过程中保持直流母线电压恒定以及减少变频器输入侧的谐波。
在两相同步旋转坐标系下建立网侧电压型ＰＷＭ整流器的数学模型【５。６】
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（２３）
式中Ｒ，￡．——变频器网侧的输入电阻和输入电感；ｃｄ——直流母线电容；
＆，瓯——两相同步旋转坐标系下等效开关函数；Ｕｄ，”ｑ——电网电压ｄｑ轴分量；ｆｄ，‘——整流器电流ｄｑ轴分量；媲——电源电压的角频率；ｂ。——负载电流。
当把同步旋转坐标系的ｄ轴取为与Ａ相电压相
量重合时，网侧整流器输入有功功率和无功功率分别为
（２４）
从式（２４）可知，当电网电压恒定时，分别控制ｄｑ轴电流就可以控制整流器输入的有功功率和无功功率。重写式（２３）前两式整理可得变频器网侧整流器前端电压方程式为
ｌＭｍ＝一（Ｒｉｄ＋Ｌｄｉｄ／＆）＋ｍｏＬｉｑ＋Ｕｄ
｛一（２５）
ｌ”ｑｌ＝－（Ｒｉｑ＋Ｌｄｉｑ／ｄｔ）一ＷｅＬｉｄ
式中，Ｕｄｌ，Ｕ。Ｉ为整流器前端电压ｄｑ轴分量。由此，电网侧整流器的控制框图如图３所示。２．４系统并网控制
变速恒频系统的并网控制需要经过起动和并网
运行两个阶段。在起动阶段，当风速达到切入风速且风轮机带动发电机升速达到发电机的最小运行速度时，励磁变频器投入工作，控制定子绕组的空载端电压跟随电网电压，并迅速达到同步，此过程中发电机采用电压控制，即发电机处于空载状态，通过控制转子励磁电流的幅值、相位和频率使并网条件自动得到满足。进入并网运行阶段后，控制器根据实际的风速和电网的要求动态调节发电机输出的有功功率和无功功率。
３试验系统结构
本文研制的１．５ＭＷ变速恒频双馈异步风力发电机励磁控制试验系统框图如图４所示。该励磁控制系统由１．５ＭＷ双馈发电机、交直交双向变流器、滤波器、双数字信号处理器（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＤＳＰ）控制器、并网装置以及保护装置构成。试验系统中的拖动变频器采用西门子６ＳＣ２３２３－－０ＤＥ电流源变频器，拖动电动机型号为ＩＬＡｌ５６７－－４ＱＫ４０２，额定功率２ＭＷ。
试验系统的发电机采用兰州电机责任有限公司制造的双馈风力发电机，其额定功率为１．５ＭＷ，定子侧额定电压为６９０Ｖ，定子额定电流１０８９Ａ，转子
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1.5MW变速恒频双馈风力发电机组励磁控制系统试验研究
作者：苑国锋， 李永东， 柴建云， 姜新建， Yuan Guofeng， Li Yongdong， Chai Jianyun，Jiang Xinjian
作者单位：清华大学电力系统国家重点实验室,北京,100084
刊名：
电工技术学报
英文刊名：TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY
年，卷(期)：2009,24(2)
被引用次数：8次
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本文链接：https://www.360docs.net/doc/234888410.html,/Periodical_dgjsxb200902007.aspx