✅作者简介热爱科研的Matlab仿真开发者擅长毕业设计辅导、数学建模、数据处理、算法改进、程序设计科研仿真。完整代码获取 定制创新 论文复现私信个人信条做科研博学之、审问之、慎思之、明辨之、笃行之是为博学慎思明辨笃行。 内容介绍摘要本文详细阐述了双馈感应发电机DFIG双馈风机在低电压穿越LVRT过程中的控制策略及仿真实现。通过引入转子侧快速短接Crowbar保护装置结合转子侧变换器基于定子电压定向的矢量控制策略以及网侧电网电压定向的矢量控制策略并在转子侧与定子侧加入补偿控制策略有效提升了 DFIG 在低电压故障下的系统性能。通过仿真验证了所提控制策略的有效性。关键词双馈感应发电机DFIG低电压穿越LVRT转子侧快速短接Crowbar矢量控制一、引言随着风力发电在电力系统中的占比不断增加双馈感应发电机DFIG以其变速恒频、无功调节能力强等优点得到广泛应用。然而当电网发生低电压故障时DFIG 可能会受到严重影响甚至脱网从而对电力系统的稳定性造成威胁。因此实现 DFIG 的低电压穿越LVRT能力至关重要。本文将对 DFIG 双馈风机的 LVRT 控制策略及相关仿真进行深入研究。二、DFIG 系统结构及基本原理DFIG 主要由双馈异步发电机、转子侧变换器RSC、网侧变换器GSC以及直流母线电容组成。定子绕组直接连接到电网转子绕组通过背靠背的变流器与电网相连。在正常运行时RSC 控制发电机的电磁转矩和无功功率GSC 维持直流母线电压稳定并控制输入功率因数。三、控制策略一转子侧变换器RSC控制策略基于定子电压定向的矢量控制通过将定子电压矢量定向到 d 轴实现有功无功的解耦控制。在这种控制策略下定子磁链在 d 轴上q 轴定子磁链为零。MPPT 能力实现根据风力机的特性通过控制转子电流的 q 轴分量来调节发电机的电磁转矩使风力机运行在最大功率点跟踪MPPT曲线上从而实现风能的最大捕获。功率外环电流内环双闭环控制结构功率外环根据 MPPT 算法计算出的有功功率参考值与实际有功功率值的差值以及无功功率参考值与实际无功功率值的差值通过 PI 控制器生成转子电流的 d 轴和 q 轴参考值。电流内环将转子电流的实际值与参考值进行比较经过 PI 控制器生成 PWM 信号控制 RSC 的开关动作。二网侧变换器GSC控制策略电网电压定向的矢量控制将电网电压矢量定向到 d 轴使得 d 轴电流控制有功功率q 轴电流控制无功功率。电压外环电流内环控制电压外环通过调节直流母线电压的实际值与参考值的偏差经 PI 控制器生成网侧电流的 d 轴参考值。电流内环将网侧电流的实际值与参考值进行比较通过 PI 控制器生成 PWM 信号控制 GSC 的开关动作以维持直流母线电压稳定并实现输入功率因数为 1。三转子侧快速短接Crowbar保护装置当电网故障较为严重导致定子电压大幅度跌落时投入 Crowbar 装置将 RSC 旁路。此时风机中过剩的不平衡能量通过 Crowbar 电阻进行卸荷从而快速抑制转子过电流。故障结束后Crowbar 装置自关断退出系统RSC 恢复其控制功能。这一过程有效保护了 RSC 和发电机转子避免因过电流造成损坏。四补偿控制策略转子侧补偿控制在低电压故障期间通过对转子电流的额外补偿调整发电机的电磁转矩和无功功率输出以改善系统的动态性能。例如根据电网电压跌落的程度适当增加转子电流的无功分量为电网提供更多的无功支持。定子侧补偿控制通过在定子侧注入特定的电流或电压信号抵消因电网故障引起的定子电压不平衡或谐波分量从而提高系统的稳定性和电能质量。⛳️ 运行结果 参考文献更多免费数学建模和仿真教程关注领取