双馈风力发电机低电压穿越控制策略仿真有刷与无刷之分

导语:随着风力发电机组在电网中的占比不断增加,要求机组具备较强的低电压穿越能力以应对短路故障时的电网电压骤降情况。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软件进行仿真。结果表明,利用该控制策略可以有效地提高DFIG在低电压故障下的穿越能力。

1 引言

一般来说,由于DFIG风力发电机组在现有的电子系统中所占比例较小,当发生短路故障时,为保障网络稳定性,通常会采取直接切除风力发动机的策略。但随着DFIG风力发动机组容量在能源系统中的比例逐渐增大,当网络出现高频或其他类型的突变事件时,将其从网络中直接解除可能导致严重波动和停顿,这些都对能源系统造成了巨大的影响。因此,对于如何实现更好的低电压穿越功能,以及针对不同条件下实施最合适的技术方法,是当前研究领域的一个重要课题。

2 DFIG数学模型

图1显示了双馈感应式风力发动机系统结构,其中包括风轮、变速齿轮箱、双馈式转子、直流侧调节器及变换器等部分。此外,该设计还涉及到两个PWM驱动装置,它们能够分别调整转子的相位与幅度,从而保证能量传输效率,同时也使得DFIG具有很强的灵活性和可控性。在实际应用中,这种设计不仅带来了便捷性的提升,还极大地扩展了DFIG对于各种负载变化响应速度上的优势。不过,由于这种设计同时也意味着DFIG更加敏感于周围环境变化,因此,在面临突如其来的负荷需求或其他未预料到的状况时,需要一个能够快速适应并且提供保护措施以确保安全运行的情况下才是理想状态。

3 定子磁链定向控制(SFO)策略

通过分析并优化双馈异步发动机会发现,其性能受限于两者的交互作用,因此提出了一种新的控制方案,即使用磁链指向来指导整个过程。这一方法基于将磁场方向作为主要参考参数,以此来精确操控交流线圈产生的一次谐波以及二次谐波,从而减少过剩功率损耗,并最大程度上维持能量效率。在实际操作中,可以通过微调输出信号来调整瞬态特征,使得设备能够更好地适应不同的工作条件和需求。

4 仿真验证

为了验证以上提出的理论,我们利用Matlab/Simulink软件创建了一个模拟环境。在这个环境中,我们设置了多种典型故障模式,如突然跌落等,并监测每个模式下的反应结果。我们的实验数据显示,无论是在何种故障模式下,都有望实现良好的运行效果,同时保持尽可能的小幅度振荡,不会引起任何重大问题。此外,我们还观察到了与之相关联的一系列有趣现象,如即使是在极端条件下,也不会出现任何显著的大范围振荡或者其他潜在风险,这为我们提供了一定的希望,因为它表明无刷与有刷之间存在差异,但这并不阻碍其共同努力去寻找最佳解决方案。

综上所述,本文讨论了如何结合现代技术手段提高双馈异步发電機風力的應用於實現低電壓穿越,並對於無刷與有刷之間存在差異進行探討。本文期望通過這種方式來進一步優化雙極異步發電機風力的性能,並為未來相關技術開拓新思路。

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