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

1、近幾年來，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)以其獨(dú)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(duì)較小的勵(lì)磁容量。當(dāng)電網(wǎng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，雙饋風(fēng)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(dòng)向是從電網(wǎng)正常運(yùn)行條件下轉(zhuǎn)為電網(wǎng)故障運(yùn)行條件下，使雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在故障條件下實(shí)現(xiàn)不脫網(wǎng)運(yùn)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)磁鏈預(yù)測(cè)同步弱磁控制策略，以保證雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(cè)方式。因?yàn)殡p饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子直接與電網(wǎng)掛接，一旦電網(wǎng)電壓降落，對(duì)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(cè)的方法，達(dá)到快速準(zhǔn)確檢測(cè)電網(wǎng)電壓跌落的目的。介紹了雙饋風(fēng)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(bǔ)償項(xiàng)，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(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生

3、跌落故障時(shí)，雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的定子磁鏈在電網(wǎng)發(fā)生對(duì)稱跌落時(shí)出現(xiàn)的直流分量以及不對(duì)稱跌落時(shí)出現(xiàn)的直流和負(fù)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(xué)模型，分析得到了電網(wǎng)電壓正常運(yùn)行時(shí)和電網(wǎng)電壓降低情況下的暫態(tài)電磁關(guān)系，同時(shí)結(jié)合附圖對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)和電網(wǎng)電壓降低瞬間雙饋發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子磁場的磁路路徑變化進(jìn)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(cè)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(duì)定子磁鏈實(shí)時(shí)跟蹤，實(shí)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(dǎo)了兩相靜止坐標(biāo)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(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈進(jìn)行無差拍預(yù)測(cè)控制實(shí)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(shí)現(xiàn)了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的不脫網(wǎng)運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果表明，所提磁鏈預(yù)測(cè)同步弱磁控制策略結(jié)構(gòu)簡單，具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)