基于虚拟同步发电机的双馈风力发电机组控制

发布时间：2020-11-18 21:38

　　 在环境问题日益严峻的今天,风力发电成为新能源发电的主要形式,双馈风力发电机作为目前风力发电领域内应用最普遍的机型,发电量在电力系统中所占比重日益提高。双馈风力发电机的并网控制研究对风力发电事业的发展有着重要影响。传统双馈风力发电机励磁变换器多以电力电子器件为主,这就使得电力系统缺乏维持电压频率稳定的惯性和应对扰动的阻尼特性。提高电力系统转动惯量和阻尼特性对保障电力系统稳定运行具有重要意义。本文围绕双馈风力发电机的控制策略展开研究。在给出双馈风力发电机网侧和转子侧模型及控制结构的基础上,采用定子电压定向的双馈风力发电机系统转子侧矢量控制,通过模拟同步发电机转子机械方程和定子电磁方程,得出虚拟调速器和虚拟励磁器模型,将同步发电机的控制思想移植到双馈风力发电机转子侧变换器上,给出了双馈风力发电机转子侧变换器虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制系统结构,并确定了虚拟同步发电机的参数。针对故障下双馈风力发电机VSG控制策略,首先分析了不对称故障下双馈风力发电机的运行特性,根据故障下风力发电机的不同控制目标,给出了VSG控制策略下正序电流补偿量,生成电流指令值,进而给出了不对称故障下双馈风力发电机VSG策略的结构,实现故障时双馈风力发电机输出电流值、有功功率及无功功率的稳定。在电流环引入电流补偿值,实现不同输出量满足并网要求的控制目标。在Matlab/Simulink软件中搭建仿真模型,验证控制效果。
【学位单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM315
【部分图文】：

第 3 章 基于 VSG 的双馈风力发电机控制策略3.4 仿真结果为验证选取的参数，根据 3.3 节分析，在 MATLAB/Simulink 上搭建模型，如图 3.9所示。本文选取 MATLAB/Simulink 库中自带的风力发电机模型“Wind Farm-DFIGDetailed Model”，风机选取单台 1.5MW，有功功率选取 10KW，无功功率选取 0KVA。三相电网系统在未发生故障，即在正常运行时，选取不同的惯量系数 J 和阻尼系数 D，根据输出分量不同的波形，最终确定 J 和 D 的值。

图 3.9 VSG 仿真框图Fig. 3.9 VSG simulation block diagram1）当 J 选取 0.25，D 选 5 时磁变换器的有功功率输出图，如图 3.10 所示，曲线在 10KW 上下波动仿真需要。

图 3.11 J=0.25，D=5 时的无功功率输出图Fig. 3.11 Reactive power output diagram when J=0.25, D=5统电流输出如图 3.12 所示，电流幅值跳变过大，无法满足测量要求，重，无法满足并网要求。图 3.12 J=0.25，D=5 时的电流输出图Fig. 3.12 Current output diagram when J=0.25, D=52）当 J 选取 0.5，D 选 7 时
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本文编号：2889230