在最后一篇文章中,我们介绍了直驱永磁同步风力发电机的相关信息,并介绍了一种常用的电路拓扑模拟模型。本文介绍了最常见、应用最广泛的拓扑背靠背拓扑,结构如下图所示:

鉴于第一篇文章已经做出了相关的解释,本次直接介绍了模型。整体模型如下图所示。直驱风机通过背靠背变流器接收交流电网,交流电网为35KV,通过变压器降到690V之后,连接到风扇网侧的变流器。实际风机结构更加复杂,模拟更加方便(实际上水平有限),节省了机械传动部分,只模拟了变流器控制部分。
电气参数的整体模型如下表所示:
项目 |
数值 |
变压器变比 |
35KV/690V |
网侧电感 |
200uH |
| 风机转速 | 16r/min |
电机定子电阻 |
0.001Ω |
电机d轴电感 |
0.0016H |
电机q轴电感 |
0.004H |
电机磁链 |
12.0 |
电机极对数 |
30 |
直驱风机并网控制部分流器控制和电机侧换流器控制。基于网络控制dq解耦双闭环控制,控制框图如下图所示,控制外环为直流电压环,内环为对应dq轴电流环。对比外环逆变侧直流电压和给直流电压,误差通过PI,作为内环d轴电流环的参考值id_ref,id_ref实际值为d轴电流id比较,通过PI,得到Ud,电流环q轴参考值iq_ref与实际值iq比较,通过PI,得到Uq,同时,为了使并网效率最高,一般iq_ref给定为0。总之,网侧控制基本上都是一个套路,前面已经说过好几次了。
具体模型实现如下 机侧控制主要是对电机的控制。一般来说,它类似于电机调速。机侧也可以根据转子磁场的方向分解dq控制坐标系下。通过dq实现转矩电流iq(有功)和励磁电流id(无功)解耦控制一般在实际控制中进行id参考值为0。iq的参考值由控制外环经过PI外环可以是功率环、速度环或扭矩环,外环的参考值一般由上级主控制器给出(模拟中直接人工设置)。模拟模型设置电机侧有功功率给定值2.1MW,直流侧电压1100V,网侧换流器开关频率5KHz。模拟结果如下:
从以上结果可以看出,风机并网功率稳定在2MW,电压恒定为1100V,整体控制效果好。-END-
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