雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)磁鏈預(yù)測同步弱磁控制策略.pdf

1、近幾年來，雙饋風力發(fā)電機以其獨特的結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用在發(fā)電系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)變速恒頻發(fā)電，并且具有相對較小的勵磁容量。當電網(wǎng)處于正常運行狀態(tài)時，雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略已經(jīng)趨于成熟，目前主要的研究動向是從電網(wǎng)正常運行條件下轉(zhuǎn)為電網(wǎng)故障運行條件下，使雙饋風力發(fā)電機在故障條件下實現(xiàn)不脫網(wǎng)運行，避免造成電網(wǎng)大面積癱瘓。本文主要研究的是:在電網(wǎng)發(fā)生單一的跌落以及混合跌落故障下，采用雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)磁鏈預(yù)測同步弱磁控制策略，以保證雙饋風力發(fā)電機在低電

2、壓下安全工作。
　　本研究分析了快速并且有效的電網(wǎng)電壓故障檢測方式。因為雙饋風力發(fā)電機定子直接與電網(wǎng)掛接，一旦電網(wǎng)電壓降落，對其影響比較大，為了保證在電網(wǎng)故障瞬間能夠快速切換至故障下的控制策略，本文提出了電網(wǎng)電壓的幅值和相位檢測的方法，達到快速準確檢測電網(wǎng)電壓跌落的目的。介紹了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓正常情況下采用的比例諧振控制，此控制算法簡單，沒有多余的補償項，能夠?qū)崿F(xiàn)被控量的無靜差控制，提高了控制系統(tǒng)的魯棒性。當電網(wǎng)電壓發(fā)生

3、跌落故障時，雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的定子磁鏈在電網(wǎng)發(fā)生對稱跌落時出現(xiàn)的直流分量以及不對稱跌落時出現(xiàn)的直流和負序分量，造成了很大的轉(zhuǎn)差率，從而在轉(zhuǎn)子回路形成較高的暫態(tài)過電流。本文依據(jù)其數(shù)學模型，分析得到了電網(wǎng)電壓正常運行時和電網(wǎng)電壓降低情況下的暫態(tài)電磁關(guān)系，同時結(jié)合附圖對電網(wǎng)正常運行時和電網(wǎng)電壓降低瞬間雙饋發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子磁場的磁路路徑變化進行分析，為下文控制策略的提出奠定了理論基礎(chǔ)。提出了一種磁鏈預(yù)測同步弱磁控制策略。分析了電網(wǎng)電壓降低的情況下

4、定轉(zhuǎn)子磁鏈的變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，使轉(zhuǎn)子磁鏈對定子磁鏈實時跟蹤，實現(xiàn)定轉(zhuǎn)子磁鏈同增同減，本質(zhì)上減少了故障期間的轉(zhuǎn)差，從而減小故障期間定轉(zhuǎn)子過電流。并且推導了兩相靜止坐標系下的定轉(zhuǎn)子磁鏈關(guān)系以獲取最優(yōu)轉(zhuǎn)子磁鏈參考值。最后通過對轉(zhuǎn)子磁鏈進行無差拍預(yù)測控制實現(xiàn)故障期間定轉(zhuǎn)子磁鏈的快速同步，削弱定轉(zhuǎn)子磁鏈之間的相互作用，在電網(wǎng)電壓降低的情況下實現(xiàn)了雙饋風力發(fā)電機的不脫網(wǎng)運行。運行結(jié)果表明，所提磁鏈預(yù)測同步弱磁控制策略結(jié)構(gòu)簡單，具有較快的動態(tài)響應(yīng)