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風(fēng)能系統(tǒng)集總控制的仿真研究

2012-08-20 來源:《風(fēng)能》 瀏覽數(shù):609

  其中電壓V 和電流I 是由電機(jī)直軸和交軸的組合而成。在Vd=0 和Vq = 常數(shù)的情況下,有功功率和無功功率的比率只與Id 和Iq 有關(guān)。為了使有功功率因子等于1,無功功率則應(yīng)該是零(Q=0),如果Id 最初調(diào)整到零,并且系統(tǒng)有適當(dāng)?shù)姆答佋O(shè)計(jì),則可實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的有功功率因子。而適當(dāng)調(diào)整Id 和Iq,運(yùn)用反饋或前饋控制磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和角速度即稱為空間矢量控制(SVPWM)。由于其電壓和電流存在PI 的線性關(guān)系,PWM整流器輸入終端電壓可表示為:

圖1 兩臺(tái)風(fēng)電機(jī)組連接的主要電路結(jié)構(gòu)

圖2 單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組SVPWM拓?fù)?/strong>

  其中Kp,KI 是比例積分系數(shù),一般為常數(shù),s 是積分因子,i(d,q)ref 是所設(shè)初始電流。通過仿真結(jié)果,這種矢量控制方法可有效地跟蹤輸出的數(shù)據(jù)。
  在仿真過程中,電壓和電流是在不同的參數(shù)下進(jìn)行的。例如,當(dāng)風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化超過了其額定值,使其不能夠以最大的效率吸收風(fēng)能。通常情況下,發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和輸出無功功率由通過AD/DC 的電流控制。而一般DC 側(cè)只通過簡(jiǎn)單的并聯(lián)來穩(wěn)定直流側(cè)的輸出。由于串聯(lián)結(jié)構(gòu)可以運(yùn)用在小風(fēng)速的情況下最大限度的獲得風(fēng)能。所以我們必須集成使用兩種結(jié)構(gòu)來優(yōu)化各個(gè)風(fēng)電機(jī)組。
  圖2 中,其開關(guān)的狀態(tài)是由風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速和功率因子決定的。這就是說,系統(tǒng)的輸出情況和電路結(jié)構(gòu)主要取決于風(fēng)況。當(dāng)變流器中的有功電流低于某個(gè)值,串聯(lián)開關(guān)S1 連通而S2 斷開。而風(fēng)速在正常狀態(tài)則S2 連通而S1 斷開。
  在仿真中,風(fēng)電機(jī)組的角速度以及3 相電流將作為反饋信號(hào)進(jìn)行park 和clark 變換。由于控制變化幾乎是同步完成,所以計(jì)算簡(jiǎn)單有效。因此,我們很容易實(shí)現(xiàn)硬件和軟件上的集成來控制多臺(tái)永磁同步電機(jī)的多相位數(shù)據(jù)的空間矢量控制。

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