专业电机生产厂商的双馈风力发电机低电压穿越控制策略精妙如织其仿真则是技术之光照亮了未来

导语:随着风力发电机组在电网中的比例不断增长,当发生短路故障时,要求机组能够在低电压环境中稳定运行。为了实现这一目标,本文首先建立了双馈异步发电机(DFIG)的数学模型,然后采用定子磁链定向控制(SFO)策略,并通过Matlab/Simulink软件进行了仿真验证。结果表明,SFO策略能够有效地提高DFIG的低电压穿越能力。

1 引言

由于DFIG风力发电机组在现代电网中的重要性日益增大,它们不仅需要在正常运行条件下提供稳定的功率输出,还需具备应对网络异常情况的能力,如低电压故障。在过去,由于DFIG的占比较小,当网络出现问题时,通常采取直接切除其连接以维持系统稳定的做法。但随着其占比的上升,这种做法可能导致严重的问题,如潮流波动和大面积停電。因此,对于如何使DFIG能在低电压环境中保持运行成为研究的一个热点。

目前,在文献中有多种方法被提出来解决这个问题,其中包括改进变频器控制策略和增加硬件保护措施等。这两种方法各有优缺点,但都面临着适用范围有限的问题。本文将探讨一种基于定子磁链定向控制(SFO)的技术,以提升DFIG的抗干扰能力。

2 DFIG 数学模型

图1展示了一台双馈感应风力发电机系统的结构,该系统由多个关键部分构成,包括风轮、变速齿轮箱、双馈式发电机、双PWM变频器以及直流侧和交流侧相互连接的转换设备等。这种设计允许对转子侧及励磁端进行精细调节,从而实现对无功功率及励磁力的高效控制。此外,由于转换过程涉及到频率变化,因此对于瞬态响应具有很高要求。

为了分析并优化这类系统,我们必须建立详细且精确的地理信息数据库模型。此一任务可以通过以下方式完成:首先,将整个系统分解为若干个独立但又相互关联的小型单元;然后,为每一个单元设立其特有的物理参数如阻抗、容量等;最后,将这些参数与空间位置相关联,以形成一个全面的描述体系。在此基础之上,可以利用矢量分析工具来处理旋转参考系下的运动状态,以及考虑到复杂场合下的协调反应行为。

3 定子磁链定向控制 (SFO) 策略

本文旨在探索一种新的技术,即使用基于磁链指示原理(SPO)的自适应反馈调整算法。这一算法根据实际测量数据实时调整输出信号,以确保最大限度减少内部损耗,同时保证所需性能标准得以满足。在实际应用中,这意味着我们需要监控整体系统状态,并根据必要调整输入参数以最佳化操作效果。

4 仿真验证

为了验证以上提出的理论框架,本文使用Matlab/Simulink平台构建了模拟环境。在该平台上,我们创建了一个符合现实条件下的虚拟模型,其包含所有关键部件及其相互作用关系。此后,对该模型进行了一系列测试,以评估其性能表现,并通过比较不同时间段内的一致性来证明我们的预期效果是可行性的。此次测试结果显示,即使是在极端情况下也能成功实施负载平衡,使得整个能源供应更加安全可靠。

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