雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)雙PWM變換器控制及實(shí)現(xiàn)

1、風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來二九年九月十四日李 輝雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)雙雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)雙PWM變流器的控制及實(shí)現(xiàn)變流器的控制及實(shí)現(xiàn)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、雙饋發(fā)電一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理機(jī)工作原理二、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠?、雙饋用變流器的要求及拓?fù)淙⑥D(zhuǎn)子側(cè)三、轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器及對(duì)變流器及對(duì)DFIG控制控制四、網(wǎng)側(cè)四、網(wǎng)側(cè)PWM變流器及其控制變流器及其控制五、五、SVPWM變換技術(shù)原理變換技術(shù)原理六、雙六、雙PWM變流器的變流器的DFIG系統(tǒng)及設(shè)計(jì)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)七、結(jié)論和討論七、結(jié)論和討論風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理一、雙饋發(fā)電機(jī)

2、工作原理1.1.什么是雙饋發(fā)電機(jī)什么是雙饋發(fā)電機(jī)雙饋發(fā)電機(jī)雙饋發(fā)電機(jī)(Doubly Fed Induction Generator: DFIG)的基本的基本結(jié)構(gòu)與繞線式感應(yīng)電機(jī)類似，其定子側(cè)接電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子上由變結(jié)構(gòu)與繞線式感應(yīng)電機(jī)類似，其定子側(cè)接電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子上由變頻電源提供對(duì)稱交流電勵(lì)磁，且勵(lì)磁電壓的幅值、頻率、相頻電源提供對(duì)稱交流電勵(lì)磁，且勵(lì)磁電壓的幅值、頻率、相位、相序都可以根據(jù)要求加以控制，從而可以控制發(fā)電機(jī)勵(lì)位、相序都可以根據(jù)要求加以控制，從而可以控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁磁場(chǎng)的大小、相對(duì)轉(zhuǎn)子的位置和電機(jī)轉(zhuǎn)速。磁磁場(chǎng)的大小、相對(duì)轉(zhuǎn)子的位置和電機(jī)轉(zhuǎn)速。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來一、雙饋發(fā)電機(jī)工

3、作原理一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理2.2.雙饋發(fā)電機(jī)特點(diǎn)雙饋發(fā)電機(jī)特點(diǎn)具有較好的轉(zhuǎn)速適應(yīng)能力，能實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電具有較好的轉(zhuǎn)速適應(yīng)能力，能實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電具有獨(dú)立的有功、無功調(diào)節(jié)能力具有獨(dú)立的有功、無功調(diào)節(jié)能力具有深度進(jìn)相運(yùn)行能力具有深度進(jìn)相運(yùn)行能力具有良好的穩(wěn)定運(yùn)行能力具有良好的穩(wěn)定運(yùn)行能力12r風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來亞同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行亞同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行(定、轉(zhuǎn)子電流同相序定、轉(zhuǎn)子電流同相序)同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行超同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行超同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行(定、轉(zhuǎn)子電流反相序定、轉(zhuǎn)子電流反相序)一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理3.3.雙饋發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)雙饋發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)12r21ff1r20

4、f 1r1r調(diào)節(jié)輸入轉(zhuǎn)子的電調(diào)節(jié)輸入轉(zhuǎn)子的電流相序和頻率時(shí)，流相序和頻率時(shí)，雙饋電機(jī)便可以運(yùn)雙饋電機(jī)便可以運(yùn)行在亞同步、同步行在亞同步、同步及超同步狀態(tài)。及超同步狀態(tài)。21ff風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理4.4.雙饋發(fā)電機(jī)等效電路和穩(wěn)態(tài)方程雙饋發(fā)電機(jī)等效電路和穩(wěn)態(tài)方程風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理5.5.雙饋發(fā)電機(jī)能量流動(dòng)關(guān)系雙饋發(fā)電機(jī)能量流動(dòng)關(guān)系風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理5.5.雙饋發(fā)電機(jī)能量流動(dòng)關(guān)系雙饋發(fā)電機(jī)能量流動(dòng)關(guān)系風(fēng)為我控，引領(lǐng)未

5、來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理一、雙饋發(fā)電機(jī)工作原理5.5.雙饋發(fā)電機(jī)能量流動(dòng)關(guān)系雙饋發(fā)電機(jī)能量流動(dòng)關(guān)系發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子能量是在電網(wǎng)和電機(jī)之間雙向流動(dòng)的，這也是雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子能量是在電網(wǎng)和電機(jī)之間雙向流動(dòng)的，這也是雙饋發(fā)電機(jī)中發(fā)電機(jī)中“雙饋雙饋”的本質(zhì)的本質(zhì)。此外，接轉(zhuǎn)子回路的變流器，即發(fā)。此外，接轉(zhuǎn)子回路的變流器，即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁的電源必須是一個(gè)能量能夠電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁的電源必須是一個(gè)能量能夠雙向流動(dòng)的變流器雙向流動(dòng)的變流器。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來二、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠㈦p饋用變流器的要求及拓?fù)?.1.雙饋發(fā)電機(jī)用變流器的要求雙饋發(fā)電機(jī)用變流器的要求網(wǎng)側(cè)變流器要求轉(zhuǎn)子

6、側(cè)變流器要求風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來二、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠?、雙饋用變流器的要求及拓?fù)?.1.雙饋發(fā)電機(jī)用變流器的要求雙饋發(fā)電機(jī)用變流器的要求風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來二、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠㈦p饋用變流器的要求及拓?fù)?.2.雙饋發(fā)電機(jī)用變流器的形式雙饋發(fā)電機(jī)用變流器的形式兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器多電平雙多電平雙P W M 變流器變流器 晶閘管相控交交直接變流器晶閘管相控交交直接變流器矩陣式雙矩陣式雙PWM變流器變流器鉗位諧振雙鉗位諧振雙PWM變流器變流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來二、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠?、雙饋用變流器的要

7、求及拓?fù)鋬呻娖诫妷盒碗p兩電平電壓型雙PWM變流器變流器由兩個(gè)完全相同的兩電平電壓型三相由兩個(gè)完全相同的兩電平電壓型三相PWM變流器通過直變流器通過直流母線連接而成，通常為背靠背變流器，英文為流母線連接而成，通常為背靠背變流器，英文為back-to-back PWM converter由于在雙饋風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行中，兩個(gè)變流器的工作狀態(tài)時(shí)刻由于在雙饋風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行中，兩個(gè)變流器的工作狀態(tài)時(shí)刻發(fā)生變化，因此通常不按整流或逆變來區(qū)分，而是按照其發(fā)生變化，因此通常不按整流或逆變來區(qū)分，而是按照其位置稱為位置稱為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和和網(wǎng)側(cè)變流器網(wǎng)側(cè)變流器。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來兩電平電壓型雙

8、兩電平電壓型雙PWM變流器變流器二、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠㈦p饋用變流器的要求及拓?fù)滹L(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器網(wǎng)側(cè)網(wǎng)側(cè)PWM變流器任務(wù)變流器任務(wù)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器任務(wù)變流器任務(wù)兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來雙雙PWM變流器運(yùn)行狀態(tài)變流器運(yùn)行狀態(tài)兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙P

9、WM變流器變流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器Voltage and currents風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來缺點(diǎn)缺點(diǎn)兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器 中間直流側(cè)電壓的波動(dòng)。如果增加直流母線電容值，電容體積龐中間直流側(cè)電壓的波動(dòng)。如果增加直流母線電容值，電容體積龐大，隨著時(shí)間的增加電容值減少，影響壽命。目前通常采用功率平衡大，隨著時(shí)間的增加

10、電容值減少，影響壽命。目前通常采用功率平衡控制方式來解決?？刂品绞絹斫鉀Q。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來缺點(diǎn)缺點(diǎn)兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器 中間直流側(cè)電壓的波動(dòng)。如果增加直流母線電容值，電容體積龐中間直流側(cè)電壓的波動(dòng)。如果增加直流母線電容值，電容體積龐大，隨著時(shí)間的增加電容值減少，影響壽命。目前通常采用功率平衡大，隨著時(shí)間的增加電容值減少，影響壽命。目前通常采用功率平衡控制方式來解決。控制方式來解決。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來二、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠?、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠嚯娖诫p多電平雙P W M 變流器變流器為了滿足風(fēng)力發(fā)電對(duì)高壓、大功率和高品質(zhì)

11、變流器的需求，多電平變流技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。采用多電平變流技術(shù)后，可以在常規(guī)功率器件的耐壓基礎(chǔ)上，提高電壓等級(jí)，獲得更高級(jí)（臺(tái)階）的輸出電壓，使波形更接近正弦。諧波含量少，電壓變化率小，并獲得更大的輸出容量。典型的多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：二極管箝拉型、飛越電容型，級(jí)聯(lián)H橋型、混合箝拉型等。隨著電平數(shù)增加，箝拉器件的數(shù)目也增加，導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)困難。通常以三電平、五電平變流應(yīng)用居多。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來二、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠?、雙饋用變流器的要求及拓?fù)淙娖诫p三電平雙P W M 變流器形式變流器形式風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來二極管箝位三電平雙二極管箝位三電平雙P W M 變流

12、器變流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來當(dāng)由于功率器件的容量受制造水平的限制時(shí)，多電平變流器最主要的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)較大容量的電能轉(zhuǎn)換。和兩電平相比：三電平變換器輸出三個(gè)電壓等級(jí)，減小了波形的諧波含量；在相同直流母線電壓下，輸出的dv/dt 減小了一半，同時(shí)也有利于電機(jī)或?yàn)V波器的絕緣和安全運(yùn)行，降低了濾波器的設(shè)計(jì)難度。三電平變換器主電路中的每個(gè)開關(guān)器件僅承受一半的直流側(cè)電壓，且無需動(dòng)態(tài)均壓電路，開關(guān)損耗小，為兩電平的25%。中點(diǎn)箝位三電平雙P W M 變換器成為目前最為適合在高壓大容量場(chǎng)合的雙P W M 電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。目前在2MW以上的風(fēng)電機(jī)組中已采用。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)二極管箝位三電平雙二極管箝位三

13、電平雙P W M 變流器變流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來和兩電平相比：功率器件和電容增加1倍，額外增加了箝位二極管。整流側(cè)由兩個(gè)完全一樣的電容串聯(lián)而成。電容中點(diǎn)作為變流器的箝位點(diǎn)，由網(wǎng)側(cè)變流器保持直流側(cè)兩個(gè)電容的電壓均衡。如果電平數(shù)超過三，一般會(huì)出現(xiàn)電壓平衡問題。( 電容值、死區(qū)時(shí)間和負(fù)載不平衡)缺點(diǎn)缺點(diǎn)二極管箝位三電平雙二極管箝位三電平雙P W M 變流器變流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來二極管箝位三電平雙二極管箝位三電平雙P W M 變流器變流器Voltage and currents風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來二、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠?、雙饋用變流器的要求及

14、拓?fù)渥兞髌鞅容^及發(fā)展趨勢(shì)變流器比較及發(fā)展趨勢(shì)主功率元器件數(shù)量：盡管交-交變流器和矩陣變流器無需中間直流環(huán)節(jié)，但是主功率器件比兩電平變流器多。電壓型兩電平雙PWM變流器具有優(yōu)勢(shì)。兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器多電平雙多電平雙P W M 變流器變流器晶閘管相控交交直接變流器晶閘管相控交交直接變流器矩陣式雙矩陣式雙PWM變流器變流器鉗位諧振雙鉗位諧振雙PWM變流器變流器電壓傳輸比：電壓型PWM變流器高。效率：諧振變流器高，其次是多電平。諧波和濾波問題：多電平最好。對(duì)電網(wǎng)故障適應(yīng)能力：無中間環(huán)節(jié)，輸出和輸入直接耦合，因此有中間環(huán)節(jié)的變流器具有較好的故障適應(yīng)能力。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我

15、控，引領(lǐng)未來二、雙饋用變流器的要求及拓?fù)涠?、雙饋用變流器的要求及拓?fù)渥兞髌鞅容^及發(fā)展趨勢(shì)變流器比較及發(fā)展趨勢(shì)控制復(fù)雜程度：兩電平變流器方案簡(jiǎn)單、可靠，技術(shù)最成熟。轉(zhuǎn)子側(cè)：電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的電壓型PWM逆變器控制；網(wǎng)側(cè)：PWM整流器。兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器變流器多電平雙多電平雙P W M 變流器變流器晶閘管相控交交直接變流器晶閘管相控交交直接變流器矩陣式雙矩陣式雙PWM變流器變流器鉗位諧振雙鉗位諧振雙PWM變流器變流器主電路實(shí)現(xiàn)的難易度和成熟度：最易實(shí)現(xiàn)的是兩電平變流器，其次是多電平變流器。目前2MW以下都采用的兩電平變流器方式；同樣額定功率器件采用多電平方式可應(yīng)用到大功率場(chǎng)合，2

16、MW以上通常采用，已有商品化模塊。兩電平電壓型雙兩電平電壓型雙PWM變流器是雙饋用最具有優(yōu)勢(shì)的一種變變流器是雙饋用最具有優(yōu)勢(shì)的一種變流器，而多電平和軟開關(guān)的結(jié)合將是雙饋風(fēng)電機(jī)組變流器的流器，而多電平和軟開關(guān)的結(jié)合將是雙饋風(fēng)電機(jī)組變流器的發(fā)展趨勢(shì)。發(fā)展趨勢(shì)。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來三、轉(zhuǎn)子側(cè)三、轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器及對(duì)變流器及對(duì)DFIG控制控制1. 轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器功能變流器功能雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制主要是對(duì)DFIG的控制雙PWM轉(zhuǎn)子側(cè)變流器對(duì)DFIG實(shí)現(xiàn)有效控制，決定運(yùn)行性能網(wǎng)側(cè)PWM變流器功能獨(dú)立，控制直流母線電壓穩(wěn)定和好的輸入特性。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來三、轉(zhuǎn)

17、子側(cè)三、轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器及對(duì)變流器及對(duì)DFIG控制控制2. 轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制目標(biāo)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制目標(biāo)通過對(duì)DFIG轉(zhuǎn)速或有功功率控制，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤和功率控制對(duì)DFIG定子輸出無功功率的控制DFIG有功、無功功率和轉(zhuǎn)子電流密切相關(guān)雙PWM轉(zhuǎn)子側(cè)變流器對(duì)其電流控制DFIG是控制對(duì)象，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器是控制指令的執(zhí)行者風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來三、轉(zhuǎn)子側(cè)三、轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器及對(duì)變流器及對(duì)DFIG控制控制3. 轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制思路轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制思路轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制應(yīng)以DFIG的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)DFIG三相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為高階、非線性系統(tǒng)借助坐標(biāo)變換，應(yīng)用矢量控制技術(shù)，將轉(zhuǎn)子電流

18、分解為有功和無功分量，實(shí)現(xiàn)DFIG的有功和無功的解耦控制，實(shí)現(xiàn)其控制目標(biāo)。坐標(biāo)變換原理、DFIG數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)在下一步算法開發(fā)中詳細(xì)進(jìn)行介紹風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來三、轉(zhuǎn)子側(cè)三、轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器及對(duì)變流器及對(duì)DFIG控制控制4. 電網(wǎng)電壓恒定下電網(wǎng)電壓恒定下DFIG簡(jiǎn)化電壓方程簡(jiǎn)化電壓方程并網(wǎng)DFIG的電壓幅值、頻率和相位恒定定子磁鏈恒定，即忽略定子勵(lì)磁電流的動(dòng)態(tài)過程PI調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)可控量是轉(zhuǎn)子電壓、直接被控的對(duì)象是轉(zhuǎn)子電流。轉(zhuǎn)子電壓和電流是矢量控制環(huán)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。不同的矢量定向就有不同的控制方案。常用的定子磁鏈和定子電壓定向。消除交叉耦合補(bǔ)償項(xiàng)依據(jù)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引

19、領(lǐng)未來DFIG定子磁鏈定向控制定子磁鏈定向控制通常采用低通濾波器代替純積分器。定子磁鏈觀察器算法風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來DFIG定子磁鏈定向控制定子磁鏈定向控制采用定子磁鏈定向后，實(shí)現(xiàn)了DFIG定子有功和無功功率解耦。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來DFIG定子磁鏈定向控制定子磁鏈定向控制轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)設(shè)計(jì)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來DFIG定子磁鏈定向控制定子磁鏈定向控制轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)設(shè)計(jì)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來DFIG定子電壓定向控制定子電壓定向控制風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來DFIG定子電壓定向控制定子電壓定向控制采

20、用定子電壓定向后，實(shí)現(xiàn)了DFIG定子有功和無功功率解耦。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來DFIG定子電壓定向控制定子電壓定向控制轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)設(shè)計(jì)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來DFIG定子電壓定向控制定子電壓定向控制轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)設(shè)計(jì)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來DFIG定子電壓定向控制定子電壓定向控制DFIG的功率控制的功率控制風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來DFIG定子電壓定向控制定子電壓定向控制風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來四、網(wǎng)側(cè)四、網(wǎng)側(cè)PWM變流器及其控制變流器及其控制1. 網(wǎng)側(cè)網(wǎng)側(cè)PWM變流器實(shí)際是三相電壓型變流器實(shí)際是三相電壓

21、型PWM整流器整流器風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來2. 雙饋用雙雙饋用雙PWM變流器關(guān)系變流器關(guān)系風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來3. 網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來3. 網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型網(wǎng)側(cè)變流器可看做是可控的三相交流電壓源。單位功率因數(shù)整流運(yùn)行單位功率因數(shù)逆變運(yùn)行非單為功率因數(shù)運(yùn)行當(dāng)直流側(cè)電壓恒定時(shí),通過PWM控制，可調(diào)節(jié)變流器輸入電壓ur幅值、相位，從而調(diào)節(jié)輸入電流大小及其和電網(wǎng)電壓相位。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來3. 網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來3.

22、 網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來3. 網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型每相輸入電流均由三相開關(guān)函數(shù)共同控制，強(qiáng)耦合的高階非線性系統(tǒng)，需要進(jìn)行坐標(biāo)變換。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來4. 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的網(wǎng)側(cè)變流器數(shù)學(xué)模型同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的網(wǎng)側(cè)變流器數(shù)學(xué)模型風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來5. 網(wǎng)側(cè)變流器功率流網(wǎng)側(cè)變流器功率流風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來5. 網(wǎng)側(cè)變流器功率流網(wǎng)側(cè)變流器功率流風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來5. 網(wǎng)側(cè)變流器功率流網(wǎng)側(cè)變流器功率流風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來6. 網(wǎng)側(cè)變流器控制技術(shù)網(wǎng)側(cè)

23、變流器控制技術(shù)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來6. 網(wǎng)側(cè)變流器控制技術(shù)網(wǎng)側(cè)變流器控制技術(shù)凡是用于PWM逆變器供電的交流電機(jī)的控制方法，大都可以用于網(wǎng)側(cè)PWM變流器的控制。電流內(nèi)環(huán)的控制方法,如預(yù)測(cè)控制、非線性控制、直接功率控制等。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來7. 基于電網(wǎng)電壓定向的網(wǎng)側(cè)變流器控制基于電網(wǎng)電壓定向的網(wǎng)側(cè)變流器控制風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來7. 基于電網(wǎng)電壓定向的網(wǎng)側(cè)變流器控制基于電網(wǎng)電壓定向的網(wǎng)側(cè)變流器控制風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來7. 瞬時(shí)功率直接反饋的網(wǎng)側(cè)變流器控制瞬時(shí)功率直接反饋的網(wǎng)側(cè)變流器控制風(fēng)為我控，引

24、領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來五、五、SVPWM變換技術(shù)原理變換技術(shù)原理1. PWM技術(shù)概述技術(shù)概述所謂PWM(Pulse Width Modulation)技術(shù)，就是在交流傳動(dòng)中利用半導(dǎo)體器件的開通和關(guān)斷把直流電壓變?yōu)橐欢ㄐ螤畹碾妷好}沖序列，以實(shí)現(xiàn)變頻、變壓，以實(shí)現(xiàn)有效控制和消除諧波的一門技術(shù)?？刂萍夹g(shù)：正弦PWM；優(yōu)化PWM；隨機(jī)PWM實(shí)現(xiàn)方法：模擬式和數(shù)字式控制特性：開環(huán)式和閉環(huán)逆變器輸出電壓盡量接近正弦波，諧波成分少；電流波形受負(fù)載電路參數(shù)的影響。經(jīng)典的SPWM 電流跟蹤控制 電壓空間矢量控制SVPWM輸出電流是否按正弦變化。跟蹤圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來控制PWM電壓，磁鏈跟蹤控制。而磁鏈軌跡通過電壓

25、空間矢量相加得到風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來2. SVPWM技術(shù)優(yōu)點(diǎn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)五、五、SVPWM變換技術(shù)原理變換技術(shù)原理風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來3. SVPWM技術(shù)原理技術(shù)原理風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來3. SVPWM技術(shù)原理技術(shù)原理不同開關(guān)組合的交流側(cè)電壓可用一個(gè)模為2/3Vdc的空間電壓矢量在復(fù)平面表示。8個(gè)開關(guān)狀態(tài)對(duì)應(yīng)8個(gè)基本輸出電壓空間矢量，其中2條為0矢量。對(duì)于任意給定的電壓空間矢量V*，均可用其8條基本電壓空間矢量合成。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來3. SVPWM技術(shù)原理技術(shù)原理6個(gè)基本電壓電壓矢量端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)正六邊形利用8個(gè)基本電壓的矢

26、量的線性組合，獲得和基本空間矢量相位不同的電壓空間矢量，構(gòu)成等幅不同相的電壓空間矢量，逼近圓形磁場(chǎng)(SVPWM特點(diǎn))。任意電壓參考矢量可以由該矢量所在扇形區(qū)域的兩邊電壓矢量合成。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來3. SVPWM技術(shù)原理技術(shù)原理確定每個(gè)電壓矢量的作用時(shí)間確定每個(gè)電壓矢量的作用次序。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來4. SVPWM實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)DSP硬件配合軟件產(chǎn)生(死區(qū)和零矢量集中插入方式)純軟件方式參考電壓矢量所在扇區(qū)各矢量作用的時(shí)間7段式電壓空間矢量PWM波，其中3段零矢量4段非零矢量， 3段零矢量位于PWM波的開始、中間和結(jié)尾。一個(gè)PWM周期，每個(gè)橋臂動(dòng)作兩次。風(fēng)為我控，

27、引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來4. SVPWM實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)將參考電壓兩投影到兩相坐標(biāo)系確定參考電壓向量所在的扇區(qū)計(jì)算該扇區(qū)兩個(gè)相鄰相量和零相量個(gè)自所占的時(shí)間給三個(gè)全比較單元的比較寄存器分別賦值成。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來5. SVPWM仿真仿真全控橋輸出相電壓0,1/3Vdc和2/3Vdc電壓脈沖風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來六、雙六、雙PWM變流器的變流器的DFIG系統(tǒng)及設(shè)計(jì)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來1. 雙雙PWM控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來1. 雙雙PWM控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)

28、未來1. 雙雙PWM控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)由于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功率小，網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)變流器的功率器件都采用日本三菱公司的智能模塊IPM，集成了驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路，如PM100CSA060和PM150CVA060等。六合一封裝形式，內(nèi)部含六只獨(dú)立的IGBT。通常只需要PN引入直流側(cè)，UVW引入交流側(cè)。除了自身保護(hù)外，在DSP程序中也設(shè)置保護(hù)。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來2. 網(wǎng)側(cè)網(wǎng)側(cè)PWM控制硬件結(jié)構(gòu)控制硬件結(jié)構(gòu)風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來3. 雙雙PWM控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)：模塊化主程序和各種中斷服務(wù)程序。軟件體系具有5個(gè)優(yōu)先等級(jí)，其中定時(shí)器中斷是實(shí)現(xiàn)DFIG實(shí)時(shí)控制任務(wù)，是軟件核心。主程序執(zhí)行狀態(tài)顯示，可被任何使能的中斷打斷。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來初始化變量，屏蔽中斷，封鎖觸發(fā)脈沖，通過反并聯(lián)二極管給直流側(cè)電容充電，充電后才開始進(jìn)行PWM控制。風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來風(fēng)為我控，引領(lǐng)未來DS