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无刷双馈发电机的并网控制研究仿真

刘利黎，万山明，高举明

(华中科技大学电气与电子工程学院, 湖北武汉430074)

A Simulation Study on Grid-Connected Control of Brushless Doubly Fed Induction GenerationLIU Lili, WAN Shanming, GAO Juming

(School of Electrical and Electronic Engineering,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074,China)

摘要：为更好高效利用风能，无刷双馈电机须与大电网进行并网运行，为减小对并网过程中对电网的冲击，须有效控制发电机的频率、幅值和相位，本文基于对无刷双馈电机数学模型的分析与简化，提出了一种简单的并网控制策略，并在SIMULINK环境下进行建模与仿真，结果验证了本文所提策略的正确性与可行性，为无刷双馈电机并网控制的进一步研究提供参考。

关键词：无刷双馈电机；并网控制；风力发电；SIMULINK

文章编号：1007-2322(2015)05-0084-05

中图分类号：TM614

基金项目：国家自然科学基金(51377064)

收稿日期：2014-09-27

作者简介：

Abstract：To efficiently make good use of wind power, the generator must operate at the status of connecting to power grid. And the controlling of frequency, amplitude and phase of generator efficiently is also needed to reduce their impact on the power grid. In this paper, a simple and practical grid-connected control strategy is proposed based on the analysis and simplification of the mathematical model. And through modeling and simulation under the environment of SIMULINK, the validity and feasibility of control theory is verified, which provides certain theoretical basises for further studying grid-connected control of BDFIGs.

Keywords：brushless doubly fed induction generators; grid connected control; wind power; SIMULINK

0引言

随着能源危机的加深及环境保护意识的加强，风能等可再生能源具有广阔的发展前景。传统的风力发电机由于风速不稳定，产生的能量大小亦不稳定。而无刷双馈发电机(BDFIG)由于具有变速恒频特性，很好地符合了风力发电的特点，同时BDFIG相比于双馈电机由于省去电刷和滑环结构，使其运行的稳定性更高，维护也更加简单。因此，BDFIG在风力发电领域具有广阔的应用前景。

目前，BDFIG作为一种新型电机，对其控制算法的研究主要集中于其作为电动机运行[1-2]的控制算法和作为发电机[3-4]并网运行的运行算法，对于BDFIG的并网控制算法少见。本文基于BDFIG的数学模型的分析与简化，提出了一种基于无刷双馈电机模型的标量并网控制算法，以及基于电流控制的恒流源有功功率控制的并网运行策略。……