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变速感应的滑模阐述

在变速恒频发电中应用较为广泛,具有定子、转子双套绕组,可以从定、转子两侧回馈能量,兼有同步发电机和异步发电机的特点,控制灵活性好,具有较强的无功调节能力。采用变速恒频发电方式,就可按照捕获最大风能的要求,在风速变化的情况下实时地调节风力机转速,使之始终运行在与该风速对应的最佳转速上,从而提高了机组发电效率,优化了风力机的运行条件,还可使发电机组与电网系统之间实现良好的柔性连接,比传统的恒速恒频发电系统更易实现并网操作及运行。

 

交流励磁变速恒频风力发电系统采用双馈型感应东莞电机,定子直接接到电网上,要求定子侧频率必须严格和电网频率一致,转子通过一、三相变频器实现交流励磁。当风速发生变化时,发电机转速随之变化,也就是人发生变化,若控制转子励磁电流的频率,可使定子频率/恒定,即可实现变速恒频发电。

 

当发电机的转速变化时,即npfm变化时,可以控制乂进行相应变化,以使f1保持恒定不变,实现变速恒频控制。变速恒频交流励磁双馈型风力发电方案除了可实现变速恒频控制、减小变换器的容量外,还可实现有功、无功的解耦控制,可根据电网的要求输出相应的感性或容性无功,这种无功控制的灵活性对电网非常有利。

 

图1中,风轮从风中获得机械能,通过齿轮箱提速,驱动双馈发电机发电。双馈发电机转子由背靠背变换器接入电网。其中,网侧变换器控制着转子和定子回路的功率流动,内环控制变流器的电流,外环控制直流侧的电压。www.qg999.com,钱柜娱乐,钱柜娱乐999设计的滑模控制器负责控制机侧变换器从而使定子电压与电网电压一致。

图1:变速恒频风力发电系统

变速恒频风力发电系统

发电机转子由背靠背变换器接入电网。其中,网侧变换器控制着转子和定子回路的功率流动,内环控制变流器的电流,外环控制直流侧的电压。

由于是用空间矢量来描述交流励磁双馈发电机的坐标系,因此所用到的坐标变换称为矢量坐标变换,进行坐标变化必须要满足相应的变换原则,发电机是机电能量转换装置,其气隙磁场是由各绕组的电流产生的,可见只有遵守前后气隙中的旋转磁场相同,电流变换矩阵方程式才能成立,从而确定的电流变化矩阵才是正确的,在确定东莞电机电压变化矩阵和阻抗变化矩阵,应遵守变换前后功率不变的原则,然后根据功率不变的约束原则,可以由已知的电流变换矩阵求出电压变化矩阵和阻抗变换矩阵。

 

双馈发电机通常实现的变换是三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换以及两相静止坐标系到两相同步旋转的坐标系的变换,三类坐标系下发电机的物理模型如图2所示:

图2:三类坐标系下发电机的物理模型

三类坐标系下发电机的物理模型