依照多控件抉擇的多饋傳感電機風能發(fā)電程序的預設

發(fā)布于：02-11

忽略轉子電阻，轉子磁鏈的微分在旋轉坐標系下表達為：d7rdt=V-RrIrUVr（可見轉子磁鏈的微分可以歸為轉子電壓的變化：轉子磁鏈按照轉子電壓矢量的方向移動，速度和電壓矢量的幅值成比例。在三相PWM整流器中，六個電力電子開關的操作產生了8個不同的電壓矢量。



在每個采樣周期Ts里，只要已知定子磁鏈位置就可以求出每個電壓矢量對轉子磁鏈的調節(jié)作用。進一步可以得到這些電壓矢量對變量|7r|sinH和|7r|cosH調節(jié)作用，這樣有功功率和無功功率的控制就轉化為對這8個電壓矢量的調節(jié)。采用開關表的直接功率控制策略就是通過最佳開關表來適當選取這8個電壓矢量，使無功功率和有功功率能夠高效地跟蹤給定值，其原理結構圖。



采用開關表的DPC策略原理圖顯示了DPC控制策略的原理結構圖，在這種策略中每個采樣周期里，通過有功功率和無功功率滯環(huán)控制器輸出有功和無功功率的控制量Sp、Sq，再結合定子磁鏈在扇區(qū)HN（1-6）的具體位置，由最佳開關表后就可以輸出最佳的電壓矢量。在這個系統(tǒng)中，為了保證功率的控制精度，采樣頻率必須足夠高，通常高達數(shù)十kHz，而且不是恒定值。同時變流器的開關頻率商用電磁爐
又非常依賴于運行條件，比如運行時的有功和無功功率、滯環(huán)控制器的帶寬設定及轉子轉差率等等。高頻的采樣和開關動作給系統(tǒng)設計增加了很大的難度，這主要包括兩點：其一開關動作造成的功率損耗難以計算，這對設計冷卻系統(tǒng)不利；其二高頻變化的開關頻率，使得定子電流的諧波成分隨著運行狀況而變化，如何設計交流濾波器，避免它們流入電網，將會更加復雜。



仿真系統(tǒng)中電機從零時刻開始啟動，整個仿真過程歷時4秒。在第3秒時風力突變，轉矩為原來的兩倍。采集的轉子速度波形和有功功率，無功功率波形如下（縱坐標標幺值表示）：轉子轉速波形有功功率和無功功率波形如可見，轉子在2秒內由靜止加速運行于給定速度，發(fā)生在第3秒時刻的風力突增對轉子轉速略有影響，0.5秒的暫態(tài)過程后重新回到給定速。



可見，無功功率在初始0.3秒后就穩(wěn)定于給定值0；有功功率在2.5秒時刻到達給定值1，風力突增后再次進入暫態(tài)過程，0.6秒后達到新的穩(wěn)定狀態(tài)。有功和無功分別調節(jié)，保持了很高的功率因數(shù)和動態(tài)響應能力，對于突然變化的電機轉矩能夠做出相應的快速調節(jié)。



結束語本文分別論述了基于開關表的直接功率控制策略以及基于空間矢量調制的直接功率控制的思想和實現(xiàn)，進一步利用Matlab中的Simullink建立了單機并網的DFIG發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型。仿真結果表明，運用該策略，本系統(tǒng)可以實現(xiàn)有功和無功功率的獨立調節(jié)，而且在模擬風速突變的仿真分析中，此系統(tǒng)能迅速跟蹤給定值，經歷很短時間后再次穩(wěn)定運行，表現(xiàn)出良好的動態(tài)響應能力。結果證明了本文提出的直接功率控制策略對雙饋感應電機具有優(yōu)秀的控制能力。