雙饋風電模擬系統空載并網控制與試驗研究

綦慧， 潘全成

(北京工業大學 信息學部，北京 100124)

0 引 言

風能是一種可再生、無污染且儲量巨大的清潔資源。全球范圍內可利用的風能遍及陸地和海洋，地球一年產生的風能相當于全球一整年耗煤所產生能量的一千多倍[1]。因此風能資源的利用對于緩解能源危機，保護環境具有非常重大的意義。

變速恒頻雙饋風力發電系統憑借變頻器功率小、工作效率高和控制性能好等特點使其在風電領域有廣泛的應用，是世界上主流的風力發電系統之一[2]。隨著風電系統的技術日趨成熟，對風力發電系統并網時電網的供電質量、產生的電流沖擊要求越來越高。因此并網技術是目前風力發電系統的重要部分之一。并且若系統直接并網或解列會產生較大的沖擊電流，甚至威脅電網的正常運行，故有效抑制沖擊電流，實現柔性并網是十分必要的[3]。

目前雙饋異步發電機的并網方式主要分為：負載并網與空載并網。由于負載并網方式電機定子側需外加負載，故并網控制策略不僅需要實時測取電網狀態，而且還要實時采集發電機定子側信息。因此其控制策略相比于空載并網控制策略要復雜，實現相對困難。故本文以空載并網方式為核心進行仿真與試驗研究。

本文首先建立雙饋異步發電機d、q旋轉坐標系下的數學模型，并針對DFIG空載并網運行原理，利用定子磁鏈定向矢量技術進行了數學模型及控制策略分析；基于此應用MATLAB/Simulink仿真軟件對雙饋異步發電機空載并網及其柔性控制策略進行仿真研究。……