交流励磁变速恒频风力发电技术.

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1、浙江大学电气工程学院贺苣康教授到 2006 年底.全球装机容凰达到 7J22 万 kW在最近的 5 年内，风力发电以约 30%的増长率逐年递塔.浙江大学电气工程学院贺苣康教授交流励磁变速恒频风力发电技术Topen全球與力发电的况交流励磁变速恒频凤力发电技耒氏力安电的父咸观况全球與电的总容和年装机容的交化n况浙江大学电气工程学院贺撬康教授3rd川MfLalGrowth cfWTG*HKaKiiia*1 !I :sk I貝电机但单机吝量的1长II况浙江大学电气工程学院贺苣康教授交流励磁变速恒频凤方笈砲技术氏力安电就术的发履視况d：岂忙叵定浆血恒aHAH定浆知变速恒频变浆矩变浆矩如倾仝浆知变逹恒顿交

2、流励磁变速恒频凤力发电技术且力农电况发展趋势MW级单机容量的发电系统运行典力机的变桨距功率调节方式发电机的变速恒频发电方式风力机与发电机直接驱动方式电网故障下风电系统的不间斷运行方式从陆地到海洋拓展。浙江大学电气工程学院贺益康教授风力发电技术的分类浙江大学电气工程学院贺苣康教授氐力农电孜求的安变速恒频发电方式交流励磁变速恒频风力发电技术_ 善原动机运行状况.延长其工作寿命爻流励磁变速恒颇方髓技茉捉高能 St 转换效率（便于发电机的并网（浙江大学电气工程学院贺苣康教授.氏力安电况。浙江大学电气工程学院贺益康教授交流励磁变速恒频凤方发电技耒安速悝頻畝績父电牧求。浙江大学电气工程学院贺益康教授交流励

3、磁变速恒频凤芳g砲技茉DF/G运布投稠电电W*f恒定发电帆応发电帆応it浙江大学电气工程学院贺苣康教授交流軀变速恒频凤方发电技耒浙江大学电气工程学院贺苣康教授10锻夫风能制区城迢踪U域R力机变桨/运 速同时対发电机进行M网控制风 力 机 咬 浆 处 运行 控榊I姐转速为輩iff转速.阴止转速越职.拎制机殂转ittl殛火风能风能 保打to定.为址忆輕丽转遠押制1转迩拧制W 励磁变速恒频茉浙江大学电气工程学院贺苣康教授mm运行密性风力机输入风能，输出机械能。其输出功率为：其中q为注能转换系数，与叶尖速比人、桨叶节距角&有关.A =u)rR/v最丈催追隊机理重尢凤餾追蹦些現I实现址大凤能追踪.本质就

4、足在闻速发 住变化対调节机组转速.保拈最佳叶尖速r比2实现址人风能追珞 可以通过风力机控人 制实现也可以通过发电机控制实現3实现址人风能追踪可以检测风速.111町以不检测风速.H)交流励磁变速恒频佩力发电技术眾丈风健直昧机理风力机最佳功率为:浙江大学电气工程学院贺苣康教授IJ不需婴检测风速.通过发电机功 年控对实現址人风能追妹的力案乩原理 是：通过控制发电机输出功率来控制机组 转速.以求在风速变化时保持量佳叶尖速 比.实现理大风能追踪.。浙江夭学电气工拓学院贺益康豪授交流励磁变速恒频風力发电技术星女风健追徐机理DFIG 的 P、Q 解耦矢量控制策略DFIG 的控制 11 的： 实现 P、 Q

5、解 耦控制.逍向虫戸最大风能追踪将矢量变换技术移杭到 DF1G控 制上.导出基于定子恿琏定向的DFIG 矢鉄控制策略 u须建 r MT 同步旋传坐标系中 l)H(；数学模型A8浙江大学电气工癌李院贺益康教授L交疣励磁变速恒濒瓦方爱电技术DFZG進行枚祠同步旋转坐标系中 DFIG 的数学模型心 3)屮八“叭=一川砒一3i=_斤时i_卩壮一%,二 g 以.呻屮匕必疋;定了EF伴门啟ii川T:J匕2=_乙亠I +3 八 %1*2 = + “2运动方程:转矩方川:浙江大学电气工程学院贺益康教授其中珀二如詁-/厶。浙江大学电气工程学院 贺益康教授交流励磁变速恒频页方岌电技栗定f他碇足向卜发电机的功率万秤

6、为片=+ 您仏出 7iQi =，心uT7TQ=tit i仔功妙牢.无功功率分别与定子电海任m I紬匕的分就成正比,山卡转矩电流分：喷磁电潦分量ij分刈I: F 功i无功功交流励磁变速恒频风方发电技茉星丈风健追昧机理最丈风健追昧机理。浙江夭学电气工拓学院贺益康豪授* *-jf y* i * * rrrirmni:* f f1P *浙江大学电气工程学院贺益康教授交流励磁变速恒频凤方发砲技栗机理TTTAte浙江大学电气工程学院贺苣康教授吏流励磁变速恒频凤方豌技茉交流励磁变速恒频甌礦电技茉最女虱傩追昧机理P、Q 解耦变速恒频运行实验结果一Jr.P,-2000W.QJ=0Var/ . XTP：-OW.O

7、,JOOOVarP-OWQ产产3000V站站P =2000W,Q:=3000VarbDHG f电乐电乐4&M浙江大学电气工程学院贺苣康教授最丈叽傥追昧机理Q严严2000Wr4DFlG4：fHUh.I|1A浙江大学电气工程学匾贺益康教授机理fMMrHP.-JOOOW. QM3DF1G定、转于电定、转于电MftHf电潦覧谱电潦覧谱ivv。 訂AIW八、V U丫na850r/innlOOOr/minnB31100r/niin卅也丿二八血亠|WAMwwvMi f、-X2X；1：3S . Y * mlFloooFRnn浙江大学电气工程学院贺苣康教授交流励磁变速恒频风方岌电技术星丈叽健追昧机理P-0200

8、0*.夕0G仍粧采川定子後健定向.将他疋布疋十曲徒矢铁的方向忽略宜尸电w此BHi tyJ =队Ktm链匕发电机空我时.定电流为零.即i/i/0 町山发电机电爪. 磁诜方用得到交流励磁变速恒频佩力笈电技耒交流励磁变速恒频凤方笈8沫柔卅弄两技*U产 3：H*转矩.迄动方程】浙江大学电气工程学院贺苣康教授代入发电机转子电圧方程.紂J -（儿+厶P心-叫口2DFIG 转子侧的有功功率流向与发电机运行区域有关.DFIG 亚同步运行时，功率由电网流入转子；超同步运行时，由转子流入电网. 转子变频器须有功率双向流动能力浙江大学电气工程学院勿益康教授交流励磁变速恒频风力发电打八袁fit励减电休交流励磁变速桓频

9、瓦方笈电技来娄就妙减电侏浙江大学电气工程学院贺益康教授两个 PWM 变换器运行状态可控.可实现可逆运行.能量可双向流。浙江大学电气工程学院贺苣康教授交流励磁变速恒频凤方发甬技栗网側变换器控制实验。浙江大学电气工程学院 勿苣康教授交流励磁变速恒频凤力发电技术IM令诡励减电徐-2 1壬、lc二RKAR化糊化糊H步步込竹込竹|5I作状态的切换和1的戏向海 G浙江大学电气工程学院贺玉康教授DFIG迟尸电淹上）、转fIMK电淹（下）优良的变速恒频励磁特性交流励磁变速恒频风方发电技茉 ifit爻流1磁变速恒烦礦闿殊令鼻励减电休nB=S50r/min扳问步lOOOr/nin同步速ti-1100r/min超阿

10、步电R乂律DFIG民电t ttite非理锻电网条件下非理锻电网条件下（电网电压对称跌落（电网电压对称跌落. .不平窗等故障不平窗等故障_*求6DF1G 风电机姐处在电网出現却陽就成不对献如时仍保持不 KM F4fM FRD/F浙江大学电气工程学院贺苣康教授交流励磁变速恒频闽力发电技术风机单机容风机单机容 増増加（加（MW级）级）W 励磁变速恒频凤方魏技耒电R乂律DFIG风电t Utite考虑到两P wM变换器的控制方式：转子側交換畧网側变換理想电网电网故I下交速恒HI双馈异步风力发电机的运行和控制定子电压定向（SVO）定子电压定向（SVO）定子彦链定向（SFO）传统矢试控制浙江大学电气工程学院

11、贺益康敕授爻流励磁变速恒频風方慶电技茉适用于德国电网的低电压穿越标准EON规定了：在电网电压跌落到某-幅值时，风力发电机能否跳机, 以及与电网维持连接多长时间方可跳机.交流励磁变速恒频凤方发电技术t R就律DFIG氏电1 DFIG佩电耳穿就运行的枚嶺貝#/(1)保持电网故障期间不脱网运行，以防发电 机从电网解列引发弱电网更大的后继故障；(2)保持连续、稳定地提供无功功率以协助电网 电压恢复，减小电网电压崩溃的可能；(3)释放故障能量，抑制短路电流，保护励磁变 频器和直流母线电容；(4)保持电磁转矩瞬态幅值在转轴和齿轮可承受 范围之内(约22.5倍额定转矩)；(5)延缓转速上升，防止飞车。浙江大

12、学电气工程学院贺苣康教授磁变速恒频凤礦釀栗电R放障下DFIG叽电t电网浙江大学电气工程学院贺总康教授。浙江大学电气工程学院贺苣康教授交流励磁变速恒频風方发电技耒电R#5DFIGJt統泄行提出新型双 dq PLL解决电网电压不对称故障下电压同步信号的有效检测.后续研应集中在真实电网条件下的运行控制.包抵电网电压跌落下的低电压穿越以及电网不对称故澤下的运行控制以荻得具有自主知识产权的关鏈技术.-构建适用于 低电压穿越（LVRT）运行的 DFIG 风电机组控制模型。即电网故障、电压不平衡下，包括在内完整的 DFIG 风电机组 控制模型，以形成整个 DFIG 风电系统故障磁变速恒频凤万笈龟技耒DFIG

13、li穿越运行分析、控制方案设计的依据。将电网电压向*Us 分解为正序向就乙和负序向蚤 .分别变换到正向同步旋 转/坐标系和反向同步旋转勿塑标系中.以实现正、负序间的解耦：再通过 分相序调节，获得正序和负序分董的频率相位和幅值.为风电机组的故障运。浙江夭学电气工程学院贺苣康教授。浙江大学电气工程学院贺世瘵教授爻流励磁变速恒频凤方发电技术DFIG良电令免斤彼吋丸工作展豐” DFIG 风电机组的运行控制主要是不平衡电压下根据功率指令形成的.如何综合分量电流最终形成实际电流控制指令而又保证转子侧变流器不过流是实现风电系统广义低电压穿越的磁变速恒频凤预电技耒DFIG良电令免斤彼吋丸工作展豐因此电网故障的控制算法.、以及-研究快速短接保护装置的。浙江大学电气工程学院贺世瘵教授。浙江大学电气工程学院贺世瘵教授对形成大值电网电压故障下DFIG风电机组的有效 保护、有利于电网故障后电网电压的快速恢复 十分关键。浙江大学电气工程学院 贺抠康教授