引言
雙饋異步風力發(fā)電技術因為具有：低風速時可以根據(jù)風速變調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)矩獲得最大風能；高于額定風速時可以改變槳葉節(jié)距角來維持額定功率的優(yōu)點而成為風力發(fā)電技術的重要發(fā)展方向。
1 雙饋風力發(fā)電機組的工作原理和數(shù)學模型
1.1 雙饋異步發(fā)電機組的工作原理
雙饋異步發(fā)電機是由一臺帶集電環(huán)的繞線轉(zhuǎn)子異步發(fā)電機和雙PWM變流器組成。雙饋異步發(fā)電機的定子繞組直接與工頻電網(wǎng)相連。運行時，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和定、轉(zhuǎn)子電流的頻率關系可表示為：f1=pn/60±f2,由此式可知：當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速變化時可通過調(diào)節(jié)f2來維持f1恒定。
1.2 雙饋異步發(fā)電機的數(shù)學模型
本文按電動機慣例建立雙饋異步發(fā)電機的數(shù)學模型。其中電壓方程式為
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式中下標1和2分別表示定子側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)；d和q分別表示d軸和q軸。P是微分算子，ω、ωS 分別是同步角速度和轉(zhuǎn)差角速度。磁鏈方程式為
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雙饋發(fā)電機采用定子磁場定向矢量控制技術，將定子磁鏈Ψ1方向取在d軸，忽略電阻壓降得
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由上幾式可得電磁轉(zhuǎn)矩和功率方程
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當發(fā)電機并網(wǎng)以后，定子電壓不變，則Ψ1也不變，由式(4)可見，發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩可通過轉(zhuǎn)子中的q軸電流進行控制，達到調(diào)速的目的；而定子有功功率P1只與轉(zhuǎn)子電流iq2有關，無功功率Q1只與id2有關，從而實現(xiàn)了有功功率和無功功率的解耦控制。
2 雙饋風力發(fā)電機組的仿真模型
MATLAB中雙饋異步風力發(fā)電機組的仿真模塊包括：風速模型、變槳距風力機模型、雙饋風力發(fā)電機模型、雙PWM變流器模型、網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)控制系統(tǒng)模型等【3】。鑒于風力發(fā)電機組的復雜性，本文僅給出網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)控制系統(tǒng)的仿真模型。
2.1 網(wǎng)側(cè)變流器的矢量控制
雙饋異步發(fā)電機網(wǎng)側(cè)變換器的矢量控制仿真模型如圖2所示。它由三相鎖相環(huán)、3/2矢量變換、電流調(diào)節(jié)器、2/3矢量變換組成【4-6】。
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圖1 電網(wǎng)側(cè)變流器控制系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)圖
