基于PSCAD的变速恒频双馈风力发电系统建模与仿真 本次研究的主要内容是基于PSCAD的变速恒频双馈风力发电系统建模与仿真。该系统能够实现风力发电机组的变速恒频控制，提高电能质量和电网稳定性。研究中，首先介绍了双馈电机的基本结构特点及其运行原理，然后详细推导分析了abc三相静止坐标系下和两相同步旋转dq坐标系下的双馈发电机的动态数学模型。 在此基础上，研究还采用了基于定子磁链定向的矢量控制方案对转子侧变换器的控制方案进行设计，并引入了滞环电流PWM控制技术，建立了转子电流与功率之间的控制关系。采用转速与无功功率双闭环的控制结构，较好的实现了有功功率和无功功率的解耦控制。 网侧变换器的控制方案采用了SVPWM控制技术，通过电压电流双闭环的控制结构，能够维持直流侧母线电压恒定以及保持单位功率因数运行。在PSCAD/EMTDC电力仿真软件中搭建了双馈风力发电系统模型以及控制部分模型，仿真运行结果表明，双馈风力发电系统能够较好地追踪风能，实现最大功率输出，有功功率和无功功率能够实现独立调节，实现了解耦控制，网侧变换器能够较好地维持直流侧母线电压的恒定。 此外，研究还介绍了低电压穿越的概念以及电网正常运行对风电机组低电压穿越能力提出的要求，介绍了实现低电压穿越的两大类技术，通过分析比较指出，在电网电压大幅跌落情况下，仅仅改进控制策略对实现低电压穿越不能起到应有的作用，硬件保护电路是必须增加的。研究还搭建了主动式Crowbar保护电路，通过仿真结果证明在电网电压大幅跌落的情况下投入Crowbar保护电路能够增强双馈电机的低电压穿越能力。 本研究的结果表明，基于PSCAD的变速恒频双馈风力发电系统建模与仿真能够较好地实现风力发电机组的变速恒频控制，提高电能质量和电网稳定性，为风力发电技术的发展提供了有价值的参考。 知识点： 1. 变速恒频双馈风力发电系统的基本结构和工作原理 2. 双馈电机的基本结构特点和运行原理 3. 基于定子磁链定向的矢量控制方案对转子侧变换器的控制方案设计 4. SVPWM控制技术在网侧变换器的应用 5. 低电压穿越的概念和实现技术 6. Crowbar保护电路的概念和分类 7. PSCAD/EMTDC电力仿真软件在风力发电系统建模与仿真中的应用

根据提供的文件信息，本文将详细解析“发电系统Simulink仿真模型变速恒频风力发电系统Simulink仿真模型”的核心知识点。 ### 一、Simulink仿真模型概述 Simulink是MATLAB的一个附加产品，它提供了一个图形化的用户界面来创建动态系统的模型，并通过该模型进行仿真和分析。Simulink特别适用于线性和非线性动力学系统的建模与仿真，广泛应用于控制工程、电气工程、机械工程等多个领域。 ### 二、变速恒频风力发电系统的概念 变速恒频（Variable Speed Constant Frequency, VSCF）风力发电系统是一种先进的风力发电技术，其核心优势在于能够在不同的风速下保持发电机输出频率的稳定。这主要通过采用电力电子变换器来实现对发电机转速的灵活控制，从而提高风能转换效率并降低对电网的影响。 #### 2.1 风力发电原理 风力发电的基本原理是利用风轮捕获风能并将其转化为机械能，再通过发电机将机械能转换为电能。在变速恒频风力发电系统中，通过调节发电机的转速来最大化风能的捕获效率。 #### 2.2 变速恒频系统特点 - **高效率**：能够适应不同风速条件下的最优运行状态。 - **低损耗**：减少了机械损耗，提高了整体系统的可靠性。 - **易于并网**：由于输出频率稳定，更容易与电网同步运行。 - **灵活控制**：可以通过调整控制策略优化能量转换过程。 ### 三、Simulink中的变速恒频风力发电系统建模 在Simulink中构建变速恒频风力发电系统的仿真模型通常包括以下几个关键部分： #### 3.1 风速模型 用于模拟实际风速的变化情况，可以是恒定风速、随机变化风速或者根据具体应用场景设定的其他风速模型。 #### 3.2 风轮模型 模拟风轮捕获风能并将其转化为机械能的过程。这一步骤通常涉及到风轮特性曲线的建立以及风速与输出功率之间的关系。 #### 3.3 发电机模型 选择合适的发电机类型（如异步发电机、永磁同步发电机等），并建立相应的数学模型。这一步骤对于实现变速恒频非常重要。 #### 3.4 控制系统设计 设计电力电子变换器的控制策略，如最大功率追踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）、矢量控制（Vector Control）等，以确保发电机能够在不同风速条件下高效运行。 #### 3.5 电力电子变换器模型 建立电力电子变换器的模型，实现从发电机到电网的能量转换。这部分是实现变速恒频的关键。 ### 四、模型验证与分析 完成模型构建后，还需要通过一系列的仿真试验来验证模型的有效性，并对系统的性能进行评估。这包括但不限于稳定性分析、动态响应测试、效率评估等。 ### 五、总结 通过Simulink仿真工具，可以有效地模拟和分析变速恒频风力发电系统的运行特性，这对于优化系统设计、提高风能利用率具有重要意义。同时，Simulink提供了强大的图形化界面和丰富的模块库，使得复杂系统的建模变得更加直观和便捷。 以上是对“发电系统Simulink仿真模型变速恒频风力发电系统Simulink仿真模型”的详细介绍。希望这些信息能够帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。

将矢量控制技术、逆系统方法、变结构控制技术相结合，提出了一种新的变速恒频双馈风力发电机空载并网控制策略。双馈异步发电机的数学模型在m - t坐标系下是一个非线性耦合系统。采用逆系统方法将转子电压方程线性化解耦，构造出伪线性系统；然后，设计伪线性系统的变结构控制律；利用Matlab 软件搭建了变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型，进行仿真分析。仿真结果表明，所采用的控制策略能够完成发电机平滑接入电网，并网运行效果理想，实现了定子输出有功与无功功率的独立调节。与PI控制方案相比，变结构控制方案具有更好的动态响应性能。

针对兆瓦级变速恒频风力发电系统,基于Matlab/Simulink建立了包括风机、传动齿轮、双馈发电机在内的大型风电系统的整体动态数学模型。传统的最大风能捕获算法往往基于最优功率曲线和部分风机参数已知,当上述参数未知或出现扰动时,风电系统的效率会严重降低。针对此不足,基于所建模型设计了变步长最大风能捕获控制器,该控制器采用矢量控制算法,实现了发电机输出有功和无功功率的解耦控制;针对有功功率控制,控制器根据发电机输出转速扰动时,相应输出有功功率的变化变步长地调整系统输入,直到系统运行到最大风能点。仿真结果验证了风电系统模型的正确性以及控制器的有效性。

交流励磁发电机变速恒频运行原理.doc

为了建立双馈风电系统的动态仿真模型,根据abc-dq坐标变换得到了同步坐标系下双馈电机定、转子解耦数学模型,采用定子侧电压定向矢量控制,转子测定子磁链定向矢量技术,并引入滞环控制环节,研究了风速变化和电网电压跌落情况下双馈风电机组的运行特点.利用PSCAD软件建立了双馈风力发电机组的模型并进行仿真分析,结果表明,通过矢量控制可以改善系统的低电压穿越能力,验证了该控制方案和仿真模型的正确性和有效性.

变速恒频双馈风力发电机组变桨控制系统研究与实现

变速恒频风力发电机组励磁变频器的研究rar

随着风电机组单机容量的不断增大，发电机并网时的电流冲击已不能忽视，必须对并网控制技术进行深入研究。在总结现有风力发电并网技术的基础上，研究双馈变速恒频风力发电机的“柔性并网”问题，即可通过励磁控制调节发电机输出并满足并网条件。研究双馈电机（DFIG）的空载模型、变频器的整流控制模型和并网控制模型，建立整个并网发电系统，并通过完整的仿真验证系统建模与控制的有效性。

无源性的变速恒频双馈风力发电机控制仿真研究毕业设计(论文)