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  本文中,兆瓦级永磁永磁直驱同步风冷机组(D-PMSG)主要用于并网发电状态,而仿真转换器D -基于双PWM全功率转换器的PMSG已集成到DIgSILENT / PowerFactory仿真软件中。出了仿真模型,描述了系统的工作原理,详细分析了机器侧和网络侧变流器的控制策略,实现了风能的最大功率监控。网络中,以及仿真结果。制策略的准确性和可行性。前,大型风电场主要使用双馈异步发电机,但存在许多缺陷。馈电机的定子直接连接到电网,特别是在电网故障或电压波动的情况下,这将对发电机的正常运行产生重大影响。磁同步发电机(PMSG)由于其独特的优势而成为风能领域的重要研究重点,例如无高故障率,低噪音和低成本的齿轮传动。护。接驱动直接驱动直接驱动同步制冷存储单元必须传输完整的功率转换器以连接到电网。于控制的灵活性,路径越来越受到赞赏。驱式永磁风力发电机系统主要采用向后双PWM方案,其结构如图1所示。

永磁直驱同步风力发电机的建模与仿真_no.257

  磁同步发电机的定子通过背靠背转换器连接到网络。以对网络侧进行独立控制,最大程度地控制网络不对称故障对网络侧的影响。器侧的PWM转换器的主要功能是控制风力涡轮机的运行并获得最大的风能监控。PWM侧转换器的主要功能是提供稳定的DC总线电压并执行单元侧功率因数控制。

永磁直驱同步风力发电机的建模与仿真_no.85

  器侧转换器将频率和振幅的交流电整流为恒定的直流电。时,通过调节发电机定子电流的d和q轴分量并控制发电机的电磁转矩,可以实现最大的风能捕获。

永磁直驱同步风力发电机的建模与仿真_no.324

  文采用定子电压定向的定子电流控制方法,其中同步旋转坐标系的d轴方向为定子电压矢量的方向,u = u,u =0。系式(2)显示,有功和无功电流在定子电压方向的坐标系中解耦。而,从等式(1)可以看出,冷凝器价格除了定子控制电压u和u的影响之外,定子轴d和q的电流还具有耦合项。
  此,在发电机的当前内部回路控制中,必须对轴d和q的定子的电流分量执行闭环控制PI。旦获得了相应的控制恒定电压u’和u’,就分别添加直流电源电压项-ωLi和Li E,以执行电流去耦控制。网侧变流器将交流直流母线电压以与电网电压相同的频率进行反相,通过调整接收端的d轴和q轴分量,可以使直流母线电压稳定并且无功功率可以控制网络上的循环以确保有功功率。功功率分别控制。文以直流电压Vdc与网络侧变流器之间交换的无功功率Qc为控制目标,并采用面向网络的矢量控制方案对有功功率和无功功率进行解耦控制。择同步旋转坐标系的d轴方向作为电网电压矢量的方向,并且纵轴沿旋转方向在d轴前90° ,则ed = E;其中u和e是电网电压的d和q轴的分量,u和q变频器在网络侧的电压轴的分量。

永磁直驱同步风力发电机的建模与仿真_no.843

  (4)可以看出,网络侧的有功功率和无功功率仅与轴d和q的电流有关,这允许完全去耦。而,等式(3)表明,在网络侧转换器的动态模型中也存在一个互耦合项。耦可以通过在预期的补偿方法中添加-ωLi和Li来实现。据以上理论分析,建立了仿真模型。真参数如下:标称功率1.5 MW,标称电压0.69 kV,额定转速18 rpm,极数32的对数,电阻定子0.0001pu,直流电容器30000μF,直流电压25 kV,机器侧的转换器开关频率为2 kHz,电源侧的转换器的开关频率为0.5 kHz,风扇数量为40总容量为60兆瓦。
  系统具有四个发电单元,每个发电单元的输出电压为690V,然后通过机器侧的PMW转换器,额定容量为20 MVA,并对幅度和频率的交流电进行整流,直至达到在25 kV DC下。中两个单元通过一条10公里的直流传输电缆,另外两个通过一根5公里的直流传输电缆连接到额定容量为65 MVA的PWM侧转换器。个额定功率分别为65 MVA和额定电压分别为0.69 kV / 20 kV和20 kV / 110 kV的升压变压器用于将电能连接到110 kV无限网络。真结果如图2所示。图2(a)中可以看出,冷凝器价格在大约1.159 s的启动阶段之后,单个发电机的有功功率可以达到标称功率1, 5兆瓦,并保持稳定。果表明,风电场启动后,机器侧变流器可以控制发电机产生有功功率,以实现对风能的最佳监控。图2(b)可以看出,电网侧转换器可以实现大约0.74的单位功率因数操作,如图2(c)所示,电网侧转换器可以有效地保持功率因数。流母线电压为25 kV;从图2(d)中可以看出,网络高压侧的相电压等于给定值,并保持稳定在1.159 s,相当于63.51 kV。文采用的网络侧变流器控制策略可以保持直流母线电压的稳定性,电流去耦控制可以满足对有功功率和无功功率的单独控制。
  文分析和分析了永磁直驱风力发电系统的工作原理,根据变频器的控制目标,在电机侧和侧部设计了整体功率变换器的控制策略。络。DIgSILENT / PowerFactory仿真平台上建立了基于两个PWM转换器的永磁直驱风力发电机系统的完整仿真模型,表明该系统可以跟踪参考值并实现最大跟踪。力和有功功率连接到电网。功功率的独立控制验证了连接到网络的电厂技术的可行性。

永磁直驱同步风力发电机的建模与仿真_no.336

  
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