沈 阳，阮 毅， 赵梅花，钟沁宏

(上海大学机电工程与自动化学院，上海 200072)

0 引言

变速恒频发电技术因具有易实现最大风能跟踪、四象限有功和无功功率调节及柔性并网等优点而受到了广泛关注，它越来越多地被应用到大型风力发电系统中［1］。在变速恒频风力发电方案中通常选用双馈感应发电机(Doubly-Fed Induction Generator，DFIG)来实现系统变速恒频运行［2］，采用双PWM变换器的变速恒频DFIG风力发电系统，其结构如图1所示。

在双PWM变换器中，网侧PWM变换器的作用是控制直流母线电压的稳定和获得良好的输入性能，不直接参与对DFIG乃至整个风力发电系统的控制。DFIG整个风力发电系统的控制是通过转子侧PWM变换器来实现的。转子侧PWM变换器的主要任务是实现对DFIG转速或有功功率、无功功率的控制，这是通过转子侧PWM变换器对DFIG转子电流的有效控制来实现的。因此，对转子侧PWM变换器控制的研究与整个变速恒频双馈风力发电系统运行控制紧密相连。

近年来，对于转子侧PWM变换器，不同的控制策略被提出，主要有矢量控制［3］和直接功率控制［4］。文献［3］给出了DFIG定子磁链定向矢量控制策略，在该控制系统中，由于要观测定子磁链，增加了控制系统的复杂性。本文给出了DFIG定子电压定向矢量控制策略，搭建了基于英飞凌XC2785的双馈风力发电系统试验平台，通过试验验证了该方案的可行性和正确性。

首先根据同步旋转dq坐标系下DFIG完整的数学模型，导出其在电网电压恒定时的简化形式，并采用同步旋转坐标系下矢量形式的DFIG数学模型来进行DFIG的分析与控制系统的设计，对DFIG中有功、无功功率之间的关系进行分析，以期找出最大风能跟踪的DFIG有功、无功功率之间的关系，实现控制系统的有效设计。……