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学兔兔 第2期 (总第1 53期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．2 2009年 4月 MECHANICAL ENGINEER1NG AUTOMATION Apr． 文章编号：1672—6413(2009)02—0127—03 基于直接转矩控制的双馈风力发电系统 张叶明，赵克友 (青岛大学 自动化X-程学院，山东 青岛 266071) 摘要：在分析双馈电机(DFIG)数学模型和直接转矩控制(DTC)基本思想的基础上，提出了分段控制策略；采 用MATLAB／simulink对双馈风力发电机组从低风速到高风速的整体运行作了仿真研究。仿真结果表明分段 控制策略是可行的。 关键词：双馈电机；MATLAB~直接转矩控制；仿真平台 中图分类号：TM31 5：TM614 文献标识码：A 0 引言 ／ — + m …………………．．f≯、 随着风力发电技术的不断发展，双馈感应发电机 l 一L i +L，i (DFIG)已成为当前大容量风力发电机组中主要的能量 其中：R 、尺，为定、转子电阻；户为微分算子；L …L 转换设备，其传统控制方法是在定子同步坐标系下的基 L 分别为定、转子自感和定转子间的互感。 于转子电流的矢量控制，又称磁场定向控制(FOC)。 电机的电磁转矩 丁 为： FOC要用到大量的坐标变换，还须仔细地调整控制器 参数，才可确保系统稳定和有良好响应特性。上世纪8O 丁 一号箍l I l l sin0。………………(3) 年代出现的直接转矩控制(DTC)策略，只需对感应电 其中： 为漏磁因子， 一(L L，一 )／( L，)；” 为极 机的磁链和转矩做滞环比较，即可通过适当选择逆变器 对数；l I及l 1分别为定、转子磁链幅值；0为定、 功率器件的开关状态达到对电机转矩的直接控制。与 转子磁链相对于定子坐标系a轴的夹角。 FOC相比．DTC省去大量坐标变换，且不明显依赖转 由式(1)、式(2)容易求得定、转子磁链(z — 模 子参数，故对转子参数的变化具有鲁棒性，这种控制策 型)： 略一经问世便引起人们的极大关注。 r l 一l(“ 一R i )df r 1 直接转矩控制原理 ll r 双馈感应电机直接转矩控制理论是指电机定子功 ， 一 I(“，一R～i)dt 率绕组直接与电网相连，对转子绕组进行控制。在控 、 J 当电机定子(功率)侧直接与稳定电网相连时，由于 制方法上采用转子磁链幅值给定值及转矩的指令值分 别和它们的观测值做滞环比较。然后通过开关表选择 “ 幅值和频率是不变的，导致l l基本恒定(忽略R 的 转子侧逆变器功率器件的开关状态来实现对电机转矩 影响)。由式(3)可知，通过改变转子磁链在定子磁链垂 的直接控制。 直方向上的投影，即I ， I sin0，便可达到控制转矩之目 在定子静止的两相(a ) 坐标系下，以 、 、i 的。具体说