戴 斌, 宋卫章

(1. 运城学院,山西 运城 044000；2. 西安理工大学,陕西 西安 710048)

戴 斌1, 宋卫章2

(1. 运城学院,山西 运城 044000；2. 西安理工大学,陕西 西安 710048)

以双级矩阵变换器(TSMC)励磁的变速恒频发电控制系统作为研究对象,对TSMC拓扑结构、调制策略进行了分析，并推导了双馈风力发电机(DFIG)工作原理和数学模型。在此基础上，将TSMC作为DFIG励磁电源，推导了变速恒频风力发电系统定子磁场定向矢量控制策略表达式；其次制作样机对系统进行试验验证，得到空载和亚同步、同步、超同步状态下的部分并网试验结果。良好的试验结果验证了方案的可行性和有效性。

双级矩阵变换器; 双馈感应电机; 变速恒频; 定子磁场定向; 矢量控制

0 引 言

矩阵变换器工作原理在20世纪80年代被提出，随着电力电子器件和微处理器技术的发展，矩阵变换器越来越引起人们的广泛关注和重视，并且取得了一些突破。

同样，近年来风力发电因其独特的优势在可再生能源中备受关注。变速恒频发电技术以其独特的优势在众多风力发电控制技术中脱颖而出。变速恒频矢量控制技术是通过在不同风速下控制转子频率变化来保证定子电压始终与电网电压同频同幅值，实现风电安全稳定并网发电。

将两者结合，充分发挥两者优势吸引了众多学者的关注。国外学者K.Ghedamsi等将常规矩阵变换器(Conventional Matrix Converter, CMC)应用于变速恒频双馈风力发电系统中，并进行了仿真验证；在国内，浙江大学、重庆大学等，结合CMC、交流励磁发电技术及矢量控制的优点，建立了CMC励磁的(Variable Speed Constant Frequency， VSCF)交流风力发电机的矢量变换控制[1]系统模型，并进行了仿真研究。……