变速恒频风电系统直接功率控制策略的仿真研究

ABSTRACT: In this paper, the direct power control method (DPC) on the variable speed constant frequency (VSCF) wind power generation system was investigated. First of all the DPC scheme was analyzed; then the conclusion that base on MT-reference frame was extend to the actual system; at last, a simulation of a actual system was build to validate the feasibility and validity of the DPC scheme.
KEYWORDS: VSCF; doubly-fed induction generator; direct power control; simulation

摘要：本文对变速恒频发电系统的直接功率控制策略进行了研究与仿真。首先对直接功率控制原理进行理论分析；然后将MT坐标系下得出的结论推广到实际系统中；最后建立了实际系统的仿真模型，对直接功率控制策略的可行性和有效性进行仿真验证。
关键词：变速恒频；双馈电机；直接功率控制； Matlab仿真
1 引言
目前对双馈发电系统的控制，通常采用定子磁场定向的控制方式，即通过坐标变换把电机的电量转化到MT坐标轴上，实现对输出功率的有功无功解耦，通过调节转子电流的M轴与T轴分量来分别调控电机送出的无功与有功。这样做的优点是有功与无功可以精确调节，但是由于励磁变换器通常是电压源型变换器[1]，所以还需要将转子电流指令变成转子电压指令，这在个过程中又会引入耦合，需要加入额外的补偿指令，运算变得复杂[2]。
直接功率控制与上述矢量控制不同，它并不以控制转子电流为目标，而是通过控制转子磁链的大小和相位，直接对输出的有功无功进行调控。与异步电机的直接转矩控制相似，直接功率控制的本质是一种标量控制，它允许有功与无功在一定的容差范围内变化，避免了矢量控制中复杂的坐标变换和补偿调节，控制指令简单直接，易于实现。本文将对直接功率控制策略进行研究与仿真。