双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略_吴国祥.pdf

2007年7月电工技术学报Vol.22No.7
第22卷第7期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJul.2007

双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略

1,2,31,21,21,2
吴国祥马炜陈国呈俞俊杰
（1.上海大学机电工程与自动化学院上海200072
2.上海市电站自动化技术重点实验室上海200072
3.南通大学电子信息学院南通226007）

摘要传统的风力发电并网方式主要有直接并网和降压并网，在并网瞬间会产生很大的冲击
电流。根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点，将矢量控制的电网电压定向技术应用于双馈
发电机的并网发电上，提出一种基于电网电压定向的双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略，
即在定子开路条件下，根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流，在变速条件下实现几乎
无冲击电流并网和输出有功、无功功率的解耦控制，建立了交流励磁发电机空载并网及稳态运行
控制模型。仿真和实验结果表明，本文所提出的空载并网方式是变速恒频风力发电的一种较理想
的并网方式。
关键词：变速恒频空载并网解耦电网电压定向
中图分类号：TM310

ResearchonIdleLoadGrid-ConnectionControlStrategyforVariable-
SpeedConstant-FrequencyWindPowerGeneration
WuGuoxiang1,2,3MaYiwei1,2ChenGuocheng1,2YuJunjie1,2
（1.ShanghaiUniversityShanghai200072China
2.ShanghaiKeyLaboratoryofPowerStationAutomationTechnologyShanghai200072China）
3.NantongUniversityNantong226007China）
AbstractTraditionalwindpowergenerationisdirectlyorstep-downgrid-connected,thecurrent
impactisextremelyhigh.Inthispaper,accordingtocharacteristicofAC-excitedvariablespeed
constantfrequency(VSCF)windpowergeneration,vectorcontroltechniqueisusedindoublyfed
inductiongenerator(DFIG),andidleloadgrid-connectioncontrolstrategyisputforwardbasedongrid
voltageorientation.Whenstatorcircuitisopen,accordingtogridvoltageandrotorspeed,rotor
excitatingcurrentisadjustedtoconnectgridwithoutovershootcurrent,anddecouplingcontrolof
activepowerandreactivepowerisobtained.Themodelsofidleloadgrid-connectionandrunningin
readystateareestablished.Thesimulationandexperimentalresultsvalidatethegrid-connectionmode
isaidealapproachforVSCFwindpowergeneration.
Keywords：VSCF,idleloadgrid-connection,decoupling,gridvoltageorientation

度，与励磁无关，在并网瞬间产生很大的冲击电流
引言
1引起电网电压波动[1-2]，并网后要求原动机精确同
传统的风力发电并网技术主要有直接并网和降步。
压并网，而发出电能的频率完全取决于原动机的速近年来变速恒频双馈电机并网风力发电成为国
际社会关注的热点[3-4]，相关研究主要集中在基于定

子磁链定向[5-6]双馈电机有功功率和无功功率的解
教育部博士点基金（20060280018），上海市教委重点项目基金
[7-8][9]
（06ZZ03）资助项目。耦控制上，对电网电压定向的并网控制研究很
收稿日期2007-05-11改稿日期2007-06-29少。而该定向控制方式不需要观测定子磁链，也可

170电工技术学报2007年7月

达到与定子磁链定向相同的控制性能，因此有必要同步运行时ω1−pωm＞0，相序为正，即转子磁电势
进行研究。从