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在全球变暖趋势有增无减的今天,走“低碳经济”之路势在必行,风能作为一种取之不尽用之不竭的最接近商业化的可再生能源,能够实现“高碳能源向低碳能源”的跨越。然而,随着风机装机容量的不断提高,特别是MW级风机的问世,并网引起的冲击电流已无法忽视,选择合理的并网方式,不论对风电企业还是电网企业都是一个刻不容缓的课题。 本文围绕变速恒频双馈风力发电系统的柔性并网相关问题展开。从双馈电机、交流励磁电机和异步化同步电机这三个不同名称,引出此类电机的本质,进而在分析其基本原理和运行状态的基础上,建立了适合并网仿真的三相ABC坐标系下的数学模型,并通过电感参数更贴近真实值的“模不变”的坐标变换,以及合理选择“基值”,得到标幺化dq坐标系下的动态数学模型,为以后的控制策略的实施和仿真模型的建立奠定了基础。 整合归纳得出“柔性并网”概念,分析了柔性并网的空载、负载并网方式的原理以及各自的优劣势,并结合实际情况得出空载并网作为一种柔性并网方式具有广泛的应用,同时,推导空载并网的数学模型和DFIG的状态方程,进而用S-Function编写了电机的空载仿真模型。 考虑到传统的定子磁链定向的开环控制策略的不足,借鉴并网后DFIG的无功、有功功率的双闭环控制结构,将矢量控制的电网电压定向技术应用于DFIG的并网控制上,实现了基于电网电压定向的双闭环的柔性并网控制策略,详细设计了转子电流内环和电网电压外环控制器,并用MATLAB搭建完整的系统仿真系统模型,进行仿真验证。同时,仿真结果验证了控制策略的正确性。 借助SIT实现了LabVIEW和MATLAB/Simulink的联合仿真,建立柔性并网的仿真培训系统,构建具有良好人机交互性能的界面,系统既直观的验证了仿真策略的正确性,又为技术人员提供了良好的培训手段。