基于MATLAB-Simulink風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行特性分析畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、山東科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目基于MATLAB/Simulink風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行特性分析學(xué)院名稱(chēng)信息與電氣工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化09-2班學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師曹娜2013年6月13日山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘要摘要近年來(lái)，風(fēng)能作為一種可再生綠色能源，受到了廣泛關(guān)注。隨著我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)造成的影響也越來(lái)越大。因此深入分析風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響，成為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)風(fēng)能所迫切需要解決的問(wèn)題。本文首先分析了國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展和現(xiàn)狀，闡述了風(fēng)力發(fā)電的基本原理。通過(guò)對(duì)我國(guó)目前應(yīng)用比較廣泛的雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)和直驅(qū)永磁同步電機(jī)進(jìn)行比較，可以看出

2、雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)越性。然后，本文建立了雙饋型異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)模型的建立，在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真，分析了風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的運(yùn)行特性，探討了并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)之間的相互影響，特別是對(duì)輸出功率和電壓質(zhì)量的影響。關(guān)鍵詞：雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、MATLAB/Simulink仿真、風(fēng)速、動(dòng)態(tài)仿真ABSTRACTWindpowerasakindofrenewablegreenpowerresourceshasbeenreceivedextensiveattentioninrecentyears.Withthedevelopmentofwi

3、ndindustryinChinaandtheexpansionofthescaleofwindfarms,theinfluencebroughtbylargewindfarmsconnectedtopowersystemshasbecomegreaterandgreater.Therefore，theresearchontheimpactofwindfarmsconnectedtopowersystemsisanimportantissuethatshouldbesolvedurgently.Firstly,thedevelopmentandrecentstatusofwindpowerin

4、theworldandinChina,thecharacteristicsandsometechnicalproblemsofwindpowerareanalyzedinthispaper.Theprincipleofwindpowerisstudied.Theoperatingcharacteristicsofdoubly-fedinductionmotorsanddirect-drivepermanentmagnetsynchronousmotorusedinourcountryarecomparedin.Throughthecomparison,wecanseethatthewindpo

5、wersystemwithDFIGshowstheobvioussuperiority.Secondly,aseriesofdynamicmathematicsmodelsofwindturbinegeneratorbasedonthedoubly-fedinductionwindpowersystemareset.ThroughWhich,theSimulationisdevelopedusingMATLAB/Simulinktoolsbythedynamicmathematicsmodels.Thefunctioncharacteristicsoflargegrid-connectedwi

6、ndfarmareanalyzedandtheinteractionsofwindpowerandthegrid，especiallytothepoweroutputandvoltagequality，areresearched.Keywords:Doubly-fedinductionwindturbine,MATLAB/SimulinkSimulation,Windspeed,Dynamicsimulation山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文目錄目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1緒論1 HYPERLINK l book

7、mark10 o Current Document 1.1選題背景及意義1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展和現(xiàn)狀2 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響情況4 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 論文的主要工作7 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行理論9 HYPERLINK l bookmark20 o Current Docume

8、nt 2.1引言9 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.2風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類(lèi)型9 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變速恒頻運(yùn)行的基本原理11 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)13 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 2.5雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的等效電路14 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 2.6雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)

9、的功率關(guān)系15 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型18 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 3.1引言18 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 3.2風(fēng)速模型18 HYPERLINK l bookmark89 o Current Document 3.3風(fēng)力機(jī)模型21 HYPERLINK l bookmark111 o Current Document 3.4傳動(dòng)裝置模型23 HYPERLINK l bookmark127

10、o Current Document 3.5槳距角控制模型25 HYPERLINK l bookmark131 o Current Document 3.6雙饋異步發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)模型26 HYPERLINK l bookmark173 o Current Document 3.7變流器模型33 HYPERLINK l bookmark175 o Current Document 3.8本章小結(jié)34 HYPERLINK l bookmark177 o Current Document 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)影響仿真分析35 HYPERLINK l bookmark179 o Current Doc

11、ument 4.1引言35 HYPERLINK l bookmark181 o Current Document MATLAB仿真軟件的概述35 HYPERLINK l bookmark183 o Current Document 仿真模型及系統(tǒng)描述38 HYPERLINK l bookmark187 o Current Document 仿真結(jié)果及分析39 HYPERLINK l bookmark191 o Current Document 本章小結(jié)50 HYPERLINK l bookmark193 o Current Document 5總結(jié)52 HYPERLINK l bookmark

12、195 o Current Document 參考文獻(xiàn)53山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文目錄致謝55附錄（外文文獻(xiàn)及翻譯）56山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文緒論 緒論選題背景及意義隨著工業(yè)的快速發(fā)展，世界能源日益枯竭，環(huán)境不斷惡化。人們的環(huán)保意識(shí)和危機(jī)感不斷加強(qiáng)，各國(guó)政府紛紛制定新的能源政策，給風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能和地?zé)崮艿瓤稍偕茉吹陌l(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)。這一浪潮正在重新塑造著電力工業(yè)，使電力工業(yè)在可持續(xù)發(fā)展的能源工業(yè)中面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。由于我國(guó)長(zhǎng)期發(fā)電結(jié)構(gòu)不合理，火電所占比例過(guò)大，帶來(lái)了日益嚴(yán)重的燃料資源缺乏和環(huán)境污染問(wèn)題。因此，從能源發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)看，我國(guó)必須尋求一條可持續(xù)發(fā)展的能源道路。風(fēng)力發(fā)電作為一

13、種重要的可再生能源形式，越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。除了水電以外其他可再生能源中，風(fēng)力發(fā)電在技術(shù)上日趨成熟，商業(yè)化應(yīng)用不斷提高，是近期內(nèi)最具有大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用前景的可再生資源。經(jīng)濟(jì)性方面，風(fēng)力發(fā)電成本不斷降低，同時(shí)常規(guī)能源發(fā)電由于環(huán)保要求增高使得成本進(jìn)一步增加，而且隨著技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電的成本將有進(jìn)一步降低的巨大潛力。因此，在各種可再生能源利用中，風(fēng)能具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力成為電力系統(tǒng)中增長(zhǎng)速度最快的新能源。近幾年來(lái)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量和風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)規(guī)模都日益擴(kuò)大，成為電網(wǎng)電源中的重要組成部分。風(fēng)力的隨機(jī)性和間歇性以及機(jī)組運(yùn)行時(shí)對(duì)無(wú)功的需求都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是對(duì)電壓穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生危害。作為分析

14、的基礎(chǔ)，需要建立正確的風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。另外，針對(duì)新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，也需要根據(jù)其特性建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，并應(yīng)用于電力系統(tǒng)中分析它的運(yùn)行結(jié)果。由于風(fēng)力發(fā)電是一種特殊的電力，具有許多不同于常規(guī)能源發(fā)電的特點(diǎn)，風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量、安全穩(wěn)定等諸多方面帶來(lái)負(fù)面的影響，隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)電特性對(duì)電網(wǎng)的影響也愈加顯著，成為制約風(fēng)電場(chǎng)容量和規(guī)模的嚴(yán)重障礙。雙饋異步發(fā)電機(jī)(DFIG)屬于變速恒頻發(fā)電模式，它的定子側(cè)直接與電網(wǎng)相連，轉(zhuǎn)子側(cè)通過(guò)一個(gè)背靠背的雙向電壓源變頻器與電網(wǎng)相連，給發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁頻率(轉(zhuǎn)差頻率)，和傳統(tǒng)的直接接入式風(fēng)電系統(tǒng)相比，只有20%30%的發(fā)電功率通過(guò)了功

15、率轉(zhuǎn)換器，降低了功率轉(zhuǎn)換器件的損耗和經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)還具有無(wú)功、有功可解耦控制，系統(tǒng)發(fā)電效率高，功率因數(shù)易于調(diào)節(jié)等優(yōu)勢(shì)，使雙饋異步發(fā)電系統(tǒng)成為目前主流的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。因此，對(duì)雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響進(jìn)行研究具有重要的工程意義。國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展和現(xiàn)狀關(guān)于變速恒頻雙饋風(fēng)電機(jī)組的特性以及動(dòng)態(tài)模型的建立，國(guó)內(nèi)外科研工作者已經(jīng)做了大量的工作，發(fā)表了大量的相關(guān)學(xué)術(shù)論文，并取得了許多研究成果，綜述如下幾個(gè)方面：關(guān)于雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型：文獻(xiàn)介紹了MATLAB/Simulink軟件的使用和電力系統(tǒng)建模方法，并在本書(shū)的最后一章建立了雙饋機(jī)的仿真實(shí)例。文獻(xiàn)4-5通過(guò)MATLAB/Simuli

16、nk建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并對(duì)風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析。文獻(xiàn)6應(yīng)用電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC對(duì)含風(fēng)電的電網(wǎng)建模以及風(fēng)速突然變化和電網(wǎng)發(fā)生短路故障情況進(jìn)行了仿真分析。文獻(xiàn)在軟件EMTP-RV中分別建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型和直接連接感應(yīng)異步電機(jī)模型。此外，文獻(xiàn)中還研究了兩種風(fēng)機(jī)所構(gòu)成不同風(fēng)場(chǎng)的運(yùn)行特性。相對(duì)于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組良好的無(wú)功控制能力，異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要外接靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置(STATCOM、文獻(xiàn)通過(guò)建立兩種不同的風(fēng)電場(chǎng)模型，對(duì)兩種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組構(gòu)成的系統(tǒng)進(jìn)行了比較和分析。關(guān)于雙饋電機(jī)的控制策略：文獻(xiàn)8在分析雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型及其定子磁鏈定向矢量控制的

17、基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了用轉(zhuǎn)子電流獨(dú)立解耦控制有功功率和無(wú)功功率的策略，構(gòu)建出了由轉(zhuǎn)子有功、無(wú)功電流雙獨(dú)立通道電流內(nèi)環(huán)和轉(zhuǎn)速外環(huán)組成的雙閉環(huán)PI控制系統(tǒng)，并把滯環(huán)電流控制技術(shù)引入到轉(zhuǎn)子側(cè)電壓源控制器的調(diào)制中，簡(jiǎn)化了控制過(guò)程。文獻(xiàn)9提出了基于自適應(yīng)諧振調(diào)節(jié)器的雙饋電機(jī)矢量控制策略，該控制策略直接在轉(zhuǎn)子abc坐標(biāo)系中對(duì)雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行控制，在不需要對(duì)轉(zhuǎn)子電流實(shí)施坐標(biāo)變換的情況下實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)子電流的無(wú)靜差控制。并且該控制策略可直接采用SPWM控制，能夠提高電壓調(diào)制度，利于轉(zhuǎn)子電流的控制。關(guān)于風(fēng)電引起的電能質(zhì)量問(wèn)題：文獻(xiàn)10-11研究了風(fēng)電場(chǎng)接入對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的各方面影響，闡述了風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)研究的新進(jìn)展

18、、研究方法及相關(guān)結(jié)論，最后給出了解決相關(guān)問(wèn)題的技術(shù)方案。文獻(xiàn)12-13通過(guò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)后引起的各方面影響機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)的分析，主要研究了風(fēng)電場(chǎng)引起的電壓波動(dòng)、短路電流變化、網(wǎng)絡(luò)損耗、以及電壓閃變等方面的影響；對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了分析結(jié)果。并采用PSCAD軟件對(duì)一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)接入輻射形網(wǎng)絡(luò)末端的系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，驗(yàn)證了風(fēng)電引起電壓波動(dòng)的機(jī)理。文獻(xiàn)14-16通過(guò)所建立的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了大型風(fēng)電場(chǎng)與系統(tǒng)并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的幾種情況進(jìn)行了分析研究，其中包括風(fēng)速變化、負(fù)荷擾動(dòng)、系統(tǒng)發(fā)生單相接地和三相短路故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)和

19、風(fēng)電場(chǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓波動(dòng)、電流波動(dòng)以及引起的功率變化。仿真驗(yàn)證了通過(guò)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)端口采取一定的控制措施后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電壓基本穩(wěn)定，功率基本平衡，有效的改善了并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行性能,提高了風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。以上文獻(xiàn)為本論文中雙饋風(fēng)電機(jī)組模型的建立提供很好的參考依據(jù)，并在此基礎(chǔ)上，本論文重點(diǎn)研究了變速恒頻雙饋風(fēng)電機(jī)組接入電網(wǎng)后的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題。風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響情況風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原動(dòng)力為風(fēng)，風(fēng)的隨機(jī)性和間歇性決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出特性具有波動(dòng)性和間歇性。風(fēng)力發(fā)電機(jī)多為異步發(fā)電機(jī)，在發(fā)出有功功率的同時(shí)需從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率，無(wú)功需求是隨著有功輸出的變化而變化的。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)的容量較小時(shí)，這些特

20、性對(duì)電力系統(tǒng)的影響并不顯著，但隨著風(fēng)電場(chǎng)容量在系統(tǒng)中所占的比例增大，風(fēng)電場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)的影響就會(huì)越來(lái)越明顯。下面將討論幾個(gè)方面4-5。對(duì)電網(wǎng)頻率的影響風(fēng)速的隨機(jī)性導(dǎo)致了風(fēng)機(jī)出力的隨機(jī)性。風(fēng)電作為系統(tǒng)的一個(gè)不穩(wěn)定電源，其并網(wǎng)與脫網(wǎng)都是不好預(yù)測(cè)的，鑒于這點(diǎn)考慮風(fēng)電實(shí)際上是系統(tǒng)的一個(gè)干擾源。隨著風(fēng)電容量在系統(tǒng)中所占的比例的增大，其輸出功率的隨機(jī)波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)頻率的影響就越明顯，影響了電網(wǎng)的電能質(zhì)量和一些頻率敏感負(fù)荷的正常工作。這就要求電網(wǎng)中其他的常規(guī)機(jī)組有較高的頻率響應(yīng)能力，能進(jìn)行跟蹤調(diào)節(jié)，抑制頻率的波動(dòng)。考慮到風(fēng)電的不穩(wěn)定性，當(dāng)由于無(wú)風(fēng)或者風(fēng)速減小而失去出力后，會(huì)使電網(wǎng)頻率降低，特別是當(dāng)風(fēng)電比重較大時(shí)，會(huì)

21、影響到系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。頻率穩(wěn)定分析的基本原則是：失去風(fēng)電出力后，電網(wǎng)頻率不能低于允許值。消除該影響的主要措施是提高系統(tǒng)的備用容量和采取優(yōu)化的調(diào)度運(yùn)行方式。當(dāng)然，當(dāng)電力系統(tǒng)較大、聯(lián)系緊密時(shí)，頻率問(wèn)題不是很明顯。（2）對(duì)電網(wǎng)電壓的影響風(fēng)力發(fā)電出力隨風(fēng)速大小等因素而變化，同時(shí)受風(fēng)力資源分布的限制，大多數(shù)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)在電網(wǎng)的末端，且隨著風(fēng)速的變化風(fēng)力發(fā)電的出力也會(huì)變化，再加上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為薄弱地區(qū)的短路容量比較小，因此，在風(fēng)力機(jī)組類(lèi)型、電網(wǎng)狀況、風(fēng)速等因素的擾動(dòng)下，使得電網(wǎng)的電壓質(zhì)量和電壓穩(wěn)定性受到影響。風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響主要有慢的電壓波動(dòng)，快的電壓波動(dòng)（電壓閃變），諧波（波形畸變），電壓不平衡（負(fù)序電

22、壓），瞬態(tài)電壓波動(dòng)（電壓跌落和凹陷）等。電壓的波動(dòng)幅度與風(fēng)電功率的大小及風(fēng)電場(chǎng)分布密切相關(guān)。另外，目前采用的并網(wǎng)風(fēng)機(jī)多為異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該機(jī)組在并網(wǎng)時(shí)需要無(wú)功的支持，并網(wǎng)瞬間產(chǎn)生的沖擊電流比較大，使得電網(wǎng)電壓質(zhì)量降低。目前采用投切電容器組來(lái)滿足風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功需求，但是電容器組不能實(shí)現(xiàn)對(duì)快速連續(xù)變化的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。（3）風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)過(guò)程對(duì)電網(wǎng)的沖擊異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)要滿足兩個(gè)條件：異步發(fā)電機(jī)相序必須與電網(wǎng)相序相同。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速盡可能接近同步速（一般為同步速的98%100%）。異步電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，沒(méi)有獨(dú)立的勵(lì)磁裝置，并網(wǎng)前發(fā)電機(jī)本身沒(méi)有電壓，因此并網(wǎng)時(shí)必然伴隨一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，流過(guò)56倍額定電流的沖

23、擊電流，一般經(jīng)過(guò)幾百毫秒后轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)。此時(shí)其中第一個(gè)條件是必須要滿足的，因?yàn)橐坏┎粷M足將導(dǎo)致電機(jī)在并網(wǎng)后處于電磁制動(dòng)的狀態(tài)，而第二個(gè)條件則沒(méi)有那么嚴(yán)格，如果盡可能接近同步速并網(wǎng)，沖擊電流會(huì)越小。并網(wǎng)沖擊電流的產(chǎn)生主要是由于異步發(fā)電機(jī)本身沒(méi)有勵(lì)磁裝置，且在風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)時(shí)發(fā)電機(jī)本身沒(méi)有電壓，并網(wǎng)還會(huì)有一個(gè)過(guò)渡的過(guò)程（幾秒后轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)）。沖擊電流的大小與以下一些因素有關(guān)：并網(wǎng)時(shí)電網(wǎng)電壓的大小、發(fā)電機(jī)本身的暫態(tài)電抗以及并網(wǎng)時(shí)的滑差。滑差越大，沖擊電流的有效值就越大，二者成正比關(guān)系。風(fēng)電場(chǎng)如果并入大電網(wǎng)，沖擊電流對(duì)風(fēng)機(jī)及電網(wǎng)運(yùn)行的影響不會(huì)很大，風(fēng)電場(chǎng)如果并入小容量的電網(wǎng)，沖擊電流則會(huì)影響到電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定以及電

24、氣設(shè)備的安全運(yùn)行，甚至整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性都會(huì)受到影響。目前抑制并網(wǎng)沖擊電流的方法有：在三相電網(wǎng)與異步發(fā)電機(jī)之間接入電抗器，在并網(wǎng)過(guò)渡過(guò)程之后將其短接，該措施主要是使得并網(wǎng)過(guò)程中系統(tǒng)的電壓下跌不會(huì)過(guò)大。裝設(shè)雙向晶閘管控制的軟起動(dòng)裝置，但該項(xiàng)措施會(huì)產(chǎn)生諧波。人工干預(yù)，采用該項(xiàng)措施主要是使得風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組在不同時(shí)間啟動(dòng)，從而限制了風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊。對(duì)其他電廠運(yùn)行的影響風(fēng)力發(fā)電具有隨機(jī)波動(dòng)性，風(fēng)電出力也會(huì)隨著風(fēng)速的波動(dòng)而變化。隨著并網(wǎng)容量的增加，電網(wǎng)需要增加相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)備用容量以達(dá)到讓用戶(hù)正常供電的目的。風(fēng)電并網(wǎng)越多，旋轉(zhuǎn)備用容量越大。目前，電網(wǎng)主要以火力發(fā)電為主，因此，解決風(fēng)電并網(wǎng)帶來(lái)的影響

25、還是要依靠火電機(jī)組的啟動(dòng)及停用或者降低運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。頻繁地啟動(dòng)及停用火電機(jī)組所需費(fèi)用比較高，這樣就不得不降低電網(wǎng)運(yùn)行以及電網(wǎng)內(nèi)部其它電廠的經(jīng)濟(jì)性來(lái)滿足風(fēng)電并網(wǎng)的要求。對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置的影響電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置的影響同普通的配電網(wǎng)保護(hù)不一樣，通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)與電力系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線的潮流有時(shí)是雙向的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在有風(fēng)期間都是和電網(wǎng)相連，當(dāng)風(fēng)速在起動(dòng)風(fēng)速附近變化時(shí)，為防止風(fēng)電機(jī)組頻繁投切對(duì)接觸器的損害，允許風(fēng)電機(jī)組短時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。此時(shí)會(huì)改變聯(lián)絡(luò)線的潮流方向，繼電保護(hù)裝置應(yīng)充分考慮到這種運(yùn)行方式。另一方面，并網(wǎng)運(yùn)行的異步發(fā)電機(jī)沒(méi)有獨(dú)立的勵(lì)磁機(jī)構(gòu)，在電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)由于機(jī)端電壓顯著降低，異步發(fā)電機(jī)在三相短路故障時(shí)僅

26、能提供短暫的沖擊短路電流，兩相短路時(shí)異步發(fā)電機(jī)提供的短路電流最大。鑒于目前一般風(fēng)機(jī)出口電壓主要是0.69kV，折算到10kV(或更高電壓等級(jí))側(cè)其阻抗需乘K2(KU/U)，因此從lOkV側(cè)的等值電路來(lái)看，風(fēng)100.69力發(fā)電機(jī)及相應(yīng)的低壓電纜相當(dāng)于一個(gè)很大的限流電抗，短路電流無(wú)法送出。因此風(fēng)電接入點(diǎn)的保護(hù)裝置要考慮到風(fēng)電場(chǎng)的這一特點(diǎn)。總之，風(fēng)電場(chǎng)故障電流主要是公用電網(wǎng)電源提供的。風(fēng)電場(chǎng)保護(hù)的困難是要根據(jù)有限的故障電流來(lái)識(shí)別故障的發(fā)生。論文的主要工作風(fēng)能具有間歇性、隨機(jī)性和不可控性的特點(diǎn)，而且風(fēng)電場(chǎng)在并網(wǎng)時(shí)會(huì)吸收電網(wǎng)的無(wú)功，隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的增加，風(fēng)電場(chǎng)在電網(wǎng)中所占比例也會(huì)增大，風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)將影

27、響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，這些技術(shù)問(wèn)題如不能得到解決就會(huì)阻礙風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展。本文著眼于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的相互影響，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行給電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)電壓帶來(lái)的影響進(jìn)行了深入的研究。因此對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建立正確的數(shù)學(xué)模型和仿真分析是本文的重中之重。為此，本文進(jìn)行了以下工作：并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電原理的探討風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常亦被稱(chēng)為風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電過(guò)程是:自然風(fēng)吹轉(zhuǎn)葉輪，帶動(dòng)滾軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將機(jī)械能送至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)由機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)換，最后風(fēng)電場(chǎng)將電能通過(guò)區(qū)域變電站注入電網(wǎng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組數(shù)學(xué)模型的建立分析風(fēng)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性首先必須建立合理的數(shù)學(xué)模

28、型，然后才能對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算。數(shù)學(xué)模型的建立與研究對(duì)象和仿真精度的要求有關(guān)。本文以變速恒頻雙饋型異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，建立了用于動(dòng)態(tài)仿真的風(fēng)速模型、風(fēng)力機(jī)模型和發(fā)電機(jī)模型等數(shù)學(xué)模型等。數(shù)學(xué)模型的建立為動(dòng)態(tài)仿真的實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。動(dòng)態(tài)仿真分析利用所建立的數(shù)學(xué)模型，在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)雙饋型異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真。本文研究了風(fēng)速擾動(dòng)和電網(wǎng)故障情況下風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行理論 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行理論引言風(fēng)力發(fā)電綜合利用電力電子技術(shù)、空氣動(dòng)力學(xué)、計(jì)算機(jī)、新型電機(jī)、自動(dòng)控制等方面最新研究成果，發(fā)展成為

29、電力系統(tǒng)中一個(gè)最新的研究領(lǐng)域。目前，大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行已經(jīng)成為風(fēng)力發(fā)電的主流，風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔的發(fā)電方式在電網(wǎng)中所占比例越來(lái)越大，然而由于風(fēng)電的特殊性，風(fēng)力發(fā)電也具有許多不同于其他能源的特點(diǎn)。風(fēng)力發(fā)電包括兩個(gè)過(guò)程，一個(gè)是風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，另一個(gè)是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組涉及到許多學(xué)科，并且是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)。典型的并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要包括塔架、風(fēng)力機(jī)、低速軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)以及控制系統(tǒng)。其中，塔架的作用是支撐，風(fēng)力機(jī)的作用是吸收并轉(zhuǎn)換風(fēng)能，低速軸的作用是傳動(dòng)連接，齒輪箱的作用是變速，發(fā)電機(jī)的作用是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。當(dāng)有風(fēng)吹向葉輪，會(huì)在葉片上產(chǎn)生升力，加上葉片上的空氣動(dòng)力學(xué)特性，

30、使得葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，從而帶動(dòng)低速軸旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)齒輪箱增速后轉(zhuǎn)速會(huì)升高，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來(lái)進(jìn)行發(fā)電。風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所發(fā)的電能會(huì)經(jīng)過(guò)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的升壓站升壓后與電網(wǎng)相連接。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類(lèi)型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要包括兩大類(lèi)：恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。其中恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由普通異步發(fā)電機(jī)（即鼠籠式異步發(fā)電機(jī)）組成。該種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由風(fēng)輪來(lái)完成功率的調(diào)節(jié)，其控制比較簡(jiǎn)單，但是其葉片的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，如果調(diào)節(jié)出現(xiàn)了失誤會(huì)引起非常嚴(yán)重的后果。另外，該類(lèi)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以通過(guò)改變定子繞組的極對(duì)數(shù)使發(fā)電機(jī)運(yùn)行于兩種不同轉(zhuǎn)速(雙速異步發(fā)電機(jī))，達(dá)到充分利用低風(fēng)速時(shí)風(fēng)能的目的。當(dāng)進(jìn)入高風(fēng)速

31、時(shí)，該類(lèi)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)將不能追求最優(yōu)而是采用功率的最大限制，調(diào)節(jié)的靈活度以及范圍是有限的。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要分為雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)和直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)兩種。這類(lèi)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)隨著電力電子技術(shù)的逐漸成熟而被廣大用戶(hù)積極使用，其中雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用最為廣泛。該種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率是由變頻裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)的，轉(zhuǎn)速也可得到調(diào)節(jié)，最終可以達(dá)到無(wú)功功率的平衡以及風(fēng)能利用系數(shù)達(dá)到最大的目的，使風(fēng)力機(jī)在很大風(fēng)速范圍內(nèi)按最佳效率運(yùn)行，提高風(fēng)能利用效率。隨著大規(guī)模電力電子技術(shù)的發(fā)展，雙饋異步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)成為發(fā)電設(shè)備的主要選擇方向之一。該類(lèi)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不必使風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速保持恒定，而是通過(guò)其他控制方式使得頻率

32、保持恒定。因此，它能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行在最佳值，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最佳利用。為了控制風(fēng)電機(jī)組的功率和轉(zhuǎn)速，并且防止風(fēng)電機(jī)組因超出功率極限和轉(zhuǎn)速極限運(yùn)行而造成可能的事故，該類(lèi)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)將釆用以下控制方案：風(fēng)力機(jī)在額定風(fēng)速以下時(shí)按優(yōu)化槳距角定槳距運(yùn)行，轉(zhuǎn)速由發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)控制，同時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)的葉尖速比，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能系數(shù)和最佳功率曲線追蹤的目的。該種發(fā)電機(jī)在低于額定風(fēng)速下運(yùn)行既經(jīng)濟(jì)又高效，而且這也是其主要的工作方式。此時(shí)，追蹤與捕獲最大風(fēng)能就是該類(lèi)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制目標(biāo)。該類(lèi)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)如下：采用該風(fēng)力發(fā)電技術(shù)運(yùn)行效率高。由于風(fēng)輪變速運(yùn)行，因此，可在較大的風(fēng)速范圍內(nèi)保持最大功率點(diǎn)和最佳

33、的葉尖速比運(yùn)行，從而使機(jī)組發(fā)電效率得到了提高，風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行條件也得到了優(yōu)化。在不同的風(fēng)速下，風(fēng)力機(jī)都會(huì)有一個(gè)最佳運(yùn)行轉(zhuǎn)速，在該轉(zhuǎn)速下對(duì)風(fēng)能的捕獲效率最高，所以需要風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠運(yùn)行在這個(gè)轉(zhuǎn)速下，雙饋異步發(fā)電機(jī)可以隨風(fēng)速的改變調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速，使得風(fēng)力機(jī)始終運(yùn)行于最佳轉(zhuǎn)速，而普通異步發(fā)電機(jī)只能固定運(yùn)行于同步轉(zhuǎn)速，一旦風(fēng)速發(fā)生變化，風(fēng)力機(jī)就會(huì)偏離最佳轉(zhuǎn)速，使得運(yùn)行效率降低，浪費(fèi)了風(fēng)力資源。采用該風(fēng)力發(fā)電技術(shù)使得功率因數(shù)可調(diào)。該類(lèi)風(fēng)力發(fā)電通過(guò)在異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)施加三相低頻電流來(lái)實(shí)現(xiàn)交流勵(lì)磁，并且控制勵(lì)磁電流的頻率、幅值、相位，從而實(shí)現(xiàn)輸出電能的恒頻恒壓。另外，采用矢量變換控制技術(shù)控制有功功率，使得風(fēng)

34、力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了最大風(fēng)能捕獲的追蹤控制；而采用矢量變換控制技術(shù)控制無(wú)功功率使得電網(wǎng)的功率因數(shù)得到調(diào)節(jié)，從而提高了風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。采用該風(fēng)力發(fā)電技術(shù)使變槳距調(diào)節(jié)更加簡(jiǎn)單。當(dāng)風(fēng)速很高時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)槳距角來(lái)限制最大輸出功率，當(dāng)風(fēng)速很低時(shí)，裝距角是固定的。采用該風(fēng)力發(fā)電技術(shù)使得風(fēng)電并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了很好的柔性連接，在并網(wǎng)操作及運(yùn)行上較普通異步發(fā)電系統(tǒng)更容易。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將以雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作為研究對(duì)象。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變速恒頻運(yùn)行的基本原理雙饋電機(jī)的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于繞線式感應(yīng)電機(jī)，定子繞組也由具有固定頻率的對(duì)稱(chēng)三相電源激勵(lì)，所不同的是轉(zhuǎn)子繞組具有可調(diào)節(jié)頻率的三相電

35、源激勵(lì)，一般采用交-交變頻器或交-直-交變頻器供以低頻電流8。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度n、轉(zhuǎn)子外加勵(lì)磁電源產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度n與定子同re步磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度n之間的關(guān)系為：n+n=n(2.1)res當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)速n隨之而變化。在n變化的同時(shí)，通過(guò)改變轉(zhuǎn)子rr電流的頻率和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度n，可以補(bǔ)償電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，達(dá)到保持輸e出頻率恒定不變的目的。與轉(zhuǎn)子相連接的雙電壓源變換器是電力電子電源變換裝置，為了獲得較好的輸出電壓和電流波形，其輸出頻率一般不超過(guò)輸入頻率的三分之一，其容量一般不超過(guò)發(fā)電機(jī)額定功率的30%。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，變速運(yùn)行的范圍比較寬，定子輸出電壓和頻率可以維持不變，既可

36、調(diào)節(jié)電網(wǎng)的功率因數(shù)，又可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這種控制方案除了可實(shí)現(xiàn)變速恒頻控制、減小變流器的容量外，還可實(shí)現(xiàn)有功、無(wú)功功率的靈活控制，對(duì)電網(wǎng)而言可起到無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?。與式(2.1)相對(duì)應(yīng)：+二(2.2)rs0其中：為轉(zhuǎn)子機(jī)械旋轉(zhuǎn)角速度，為定子磁鏈旋轉(zhuǎn)角速度，為rs0轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)角速度，即轉(zhuǎn)差角速度，超同步運(yùn)行時(shí)為負(fù)，亞同步運(yùn)行時(shí)為正。當(dāng)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間以=2吋的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相00對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該是：(2.3)s二一二一(1-s)二ss0r000其中：s為變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率。按照通常轉(zhuǎn)差率的定義：(2.4)n一nS二Lns轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差角轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率s成正比。如果交流勵(lì)磁發(fā)電

37、機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速，那么轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同，而當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，則二者的旋轉(zhuǎn)方向相反。根據(jù)=2兀f可推出勵(lì)磁電流頻率和定子電流頻率之間存在如下關(guān)系：TOC o 1-5 h zf=fs（2.5）s0其中：f為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率，f為定子電流的頻率。s02.4雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)類(lèi)似繞線式感應(yīng)電機(jī)，其定轉(zhuǎn)子上都具有三相對(duì)稱(chēng)繞組，且磁路、電路對(duì)稱(chēng)，氣隙分布均勻。與繞線式感應(yīng)電機(jī)的不同之處在于轉(zhuǎn)子繞組增加了電刷和滑環(huán)。當(dāng)采用交流勵(lì)磁時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與勵(lì)磁頻率有關(guān)，因此雙饋發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電磁關(guān)系既不同于感應(yīng)發(fā)電機(jī)又不同于同步發(fā)電機(jī)，而是同時(shí)具有二

38、者的某些特點(diǎn)。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的示意圖如圖2.1所示。圖2.1雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)示意圖由圖2.1可以看出，在雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)的定子直接與電網(wǎng)側(cè)相連接，轉(zhuǎn)子側(cè)采用三相對(duì)稱(chēng)繞組，經(jīng)過(guò)交-直-交變流器與電網(wǎng)側(cè)相連接，以提供發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁，勵(lì)磁電流的幅值、相位、頻率均可變，其勵(lì)磁頻率為轉(zhuǎn)差頻率。其中交-直-交變流器由兩組電壓源PWM變換器組成，可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行。一般情況下，電網(wǎng)側(cè)變流器的主要任務(wù)是保證電流波形和功率因數(shù)滿足要求以及保證直流母線電壓的穩(wěn)定，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的主要任務(wù)是調(diào)節(jié)有功功率，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及為轉(zhuǎn)子回路提供勵(lì)磁同時(shí)調(diào)節(jié)定子無(wú)功功率。風(fēng)輪機(jī)采用變槳距控制，當(dāng)風(fēng)速小于額定風(fēng)速

39、時(shí)槳距角為0，變槳距裝置不動(dòng)作，采用最大功率跟蹤策略來(lái)實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能的捕捉；當(dāng)風(fēng)速增加到額定風(fēng)速以上時(shí)，變槳距裝置動(dòng)作，槳距角逐漸變大，將發(fā)電機(jī)的輸出功率限制在額定功率附近。但由于風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，因此，變槳距裝置動(dòng)作具有一定的時(shí)延。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的等效電路雙饋式感應(yīng)發(fā)電機(jī)T型等值電路如圖2.2所示。規(guī)定各繞組電壓、電流、磁鏈正方向如圖所示并符合右手螺旋定則，圖中參數(shù)為繞組折算后到定子側(cè)的參數(shù)6。Rrs圖2.2雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的T型等效電路圖忽略鐵心損耗，根據(jù)等效電路可列以下方程：U=E-1（R+jx）TOC o 1-5 h zssss1sUR2.6）=E+1（一+jX）srrs1rI=I+I

40、rsmE=I（jx）smmE=E HYPERLINK l bookmark149 o Current Document rs其中：U、U分別為定子和轉(zhuǎn)子繞組電壓向量，E、E分別為定子和sr轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)向量，I、I、I分別為定子電流、轉(zhuǎn)子電流和勵(lì)srm磁電流向量，x、x、x分別為定子漏抗、轉(zhuǎn)子漏抗、勵(lì)磁電抗。1s1rm雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率關(guān)系雙饋型變速恒頻風(fēng)電機(jī)組，其發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電路具有功率雙向流動(dòng)的能力，這使得發(fā)電機(jī)既能運(yùn)行在次同步模式，也能夠運(yùn)行在超同步模式。雙饋發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況主要分為四種：次同步電動(dòng)，次同步發(fā)電，超同步電動(dòng)，超同步發(fā)電。在不同的運(yùn)行工況具有不同的功率傳遞關(guān)系，下面

41、從雙饋發(fā)電機(jī)的等效電路來(lái)研究其功率平衡關(guān)系。根據(jù)功率守恒關(guān)系，經(jīng)氣隙磁場(chǎng)傳遞的電磁功率從定子方和轉(zhuǎn)子方可以分別表示：TOC o 1-5 h zP=P+P+P=Re(UI*)+R12+P(2.7)esCuFessssFeRU HYPERLINK l bookmark52 o Current Document P=I2+Re(嚴(yán)I*)(2.8)esrsr式(2.7)又可以重寫(xiě)為l_s HYPERLINK l bookmark56 o Current Document P=-R12+Re(UI*)+Re(UI*)(2.9)errsssrr由上式可以看出，R12、R12分別為定、轉(zhuǎn)子銅耗，P為定子鐵耗

42、，ssrrFeRe（UI*）為定子端輸出的有功功率，Re（UI*）為勵(lì)磁系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路ssrr輸入的功率，記為P；-匕R/2+Re（Ui*）即P，為發(fā)電機(jī)軸所產(chǎn)生的rsrrrrmec機(jī)械功率。式（2.8）又可以重寫(xiě)為sP=-R12+Re（Ui*）（2.10）errrr因此可以得出：P=（1-s）P（2.11）meceP=sP+R12（2.12）rerr由此得出，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，雙饋異步發(fā)電機(jī)的能量傳遞和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。在忽略定轉(zhuǎn)子回路損耗及鐵耗的情況下，可以得出定轉(zhuǎn)子回路功率關(guān)系的表達(dá)式為：P=sP（2.13）rs當(dāng)0sV1,雙饋電機(jī)處于次同步運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)s0時(shí)，雙饋機(jī)處于超同步運(yùn)行狀

43、態(tài)。圖2.3即為不同運(yùn)行狀態(tài)下雙饋機(jī)的實(shí)際功率流向。a）次同步發(fā)電運(yùn)行功率關(guān)系b）次同步電動(dòng)運(yùn)行功率關(guān)系C）超同步發(fā)電運(yùn)行功率關(guān)系d）超同步電動(dòng)運(yùn)行功率關(guān)系圖2.3不同運(yùn)行狀態(tài)的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率流向示意圖從上圖可以看出，當(dāng)0s0,rP0,發(fā)電機(jī)定子端向電網(wǎng)輸出有功功率，電網(wǎng)通過(guò)變流器向轉(zhuǎn)子回路潰mec入功率，如圖2.3a）所示；當(dāng)s0,P0,，rmec發(fā)電機(jī)定子端向電網(wǎng)輸出有功功率，轉(zhuǎn)子回路通過(guò)變流器向電網(wǎng)輸入功率，如圖2.3c）所示。實(shí)際上，雙饋電機(jī)在滑差為0的情況下也可實(shí)現(xiàn)發(fā)電，這時(shí)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流為直流電，轉(zhuǎn)子回路潰入電網(wǎng)的有功功率為0,雙饋電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等同于同步發(fā)電機(jī)，由于其特殊性，

44、一般不將其列為一種獨(dú)立的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于雙饋電機(jī)的次同步和超同步電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，分別如圖2.3b）、2.3d）所示，這里不作深入討論。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 3雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型引言進(jìn)一步分析風(fēng)力發(fā)電的原理和特性，需要對(duì)各主要部件進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。數(shù)學(xué)模型的建立與研究對(duì)象和仿真的精度要求等因素有關(guān)。按照本課題的要求，建立了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型。本文以變速恒頻雙饋型異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行特性。本章將重點(diǎn)介紹雙饋型異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，并對(duì)其動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型做詳細(xì)闡述。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型包括風(fēng)速模型、風(fēng)力機(jī)模型、傳動(dòng)裝置模型、漿距角控制

45、模型、雙饋型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其模型和變流器模型9。風(fēng)速模型風(fēng)速是風(fēng)力機(jī)的原動(dòng)力，它的模型相對(duì)于風(fēng)力機(jī)組比較獨(dú)立。在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)研究中，為了較精確地描述風(fēng)的隨機(jī)性和間歇性的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外使用較多的是風(fēng)力四分量模型，即基本風(fēng)，陣風(fēng)、漸變風(fēng)和隨機(jī)風(fēng)?；撅L(fēng)基本風(fēng)可以由風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)獲得的威布爾分布(Weibull)參數(shù)近似確定，由威布爾分布的數(shù)學(xué)期望值可以得到:1v=At(1+)(3.1)K其中：V為基本風(fēng)速(m/s)；A和K分別為威布爾分布的尺度參數(shù)和形狀參數(shù)，t(1+1)為伽馬函數(shù)。當(dāng)考慮秒級(jí)時(shí)間段的計(jì)算時(shí)，基本風(fēng)可認(rèn)為是常數(shù)。（2）陣風(fēng)其中：vr0ttA1GvvttWGcos1G1GG0tt+t

46、1GG(3.2)MaxG!cos21cos2(id)兀ttddt,t和MaxG分別為陣風(fēng)作用d1d時(shí)間、陣風(fēng)啟動(dòng)時(shí)間和陣風(fēng)最大值。s圖3.1描述了模擬的陣風(fēng)風(fēng)速時(shí)間序列，其中基本風(fēng)速為8m/s，陣（3）漸變風(fēng)圖3.1陣風(fēng)風(fēng)速時(shí)間序列為了反映風(fēng)速的漸變特性，可在平均風(fēng)速上疊加一漸變風(fēng)分量v。漸變r(jià)風(fēng)用來(lái)描述風(fēng)速緩慢變化的特點(diǎn)，其具體數(shù)學(xué)公式如公式（3-4）。0t12r+Tvrvramptt1r2rRmaxmax12t12+T2r2r丿3.3)式（3-4）中vramp如公式（3-5）vrampmax(t_Sr12rt1r3.4)11為漸變風(fēng)開(kāi)始時(shí)間，單位s；2為漸變風(fēng)終止時(shí)間，單位s,vr,v1r

47、2rrramp為不同時(shí)刻漸變風(fēng)風(fēng)速，單位m/s；R為漸變風(fēng)的最大值，單位m/s；Tmax為漸變風(fēng)保持時(shí)間，單位s。圖3.2是模擬的漸變風(fēng)風(fēng)速時(shí)間序列，其中基本風(fēng)速為8m/s,漸變風(fēng)最大值14m/s，漸變風(fēng)起始時(shí)間是第5s,漸變風(fēng)終止時(shí)間是第11s。（4）隨機(jī)風(fēng)隨機(jī)風(fēng)風(fēng)速變化的隨機(jī)特性可用隨機(jī)噪聲風(fēng)速成份來(lái)表示。隨機(jī)噪聲風(fēng)用來(lái)描述相對(duì)高度上風(fēng)速變化的隨機(jī)性，Vn的數(shù)學(xué)模型:V=VRam（一l,l）cos（+申）（35）nnmaxvv式（3.5）中：Vn為隨機(jī)風(fēng)的風(fēng)速，單位為m/s；Vnmax為隨機(jī)風(fēng)的最大值，單位為m/s；Ram（1，1）為-1和1之間均勻分布的隨機(jī)數(shù)；叫為風(fēng)速波動(dòng)的平均距離，單

48、位為rad/s，一般v值取0.52n；%為02n間均勻分布的隨機(jī)量。噪聲風(fēng)速模型如圖3.3。風(fēng)力機(jī)模型風(fēng)力機(jī)捕獲的風(fēng)能與風(fēng)速的立方成正比，同時(shí)還與風(fēng)力機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速及結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。根據(jù)風(fēng)力機(jī)功率特性方程，有P=p兀R2v3C(3.6)2p式中：P是風(fēng)力機(jī)機(jī)械效率，C是風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率系數(shù)，R是風(fēng)輪機(jī)葉片半徑，兀R2是葉片掃掠面積，P是空氣密度，v是風(fēng)速。由式(3.7)可知，當(dāng)風(fēng)速一定時(shí)，風(fēng)力機(jī)機(jī)械功率的大小取決于C的大p小。C為風(fēng)輪功率系數(shù)，它是葉尖速比入和葉片槳距角B的函數(shù)，根據(jù)貝p茨理論，風(fēng)輪機(jī)最大的風(fēng)能利用系數(shù)C為0.593。葉尖速比入即葉片的max3.7)葉尖線速度與風(fēng)速之比，可表示為人=v

49、其中，3是風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的角速度。對(duì)于給定的葉尖速比入和葉片槳距角可用下式計(jì)算風(fēng)能利用系數(shù):(3.8)116125C(九,卩)=022(亍-04卩5)ep九110.025。i其中：九=i九+0.08卩1+P3由上式根據(jù)不同的入、B計(jì)算得到的C，也即變槳距風(fēng)輪機(jī)的性能曲p線。由式（3.8）可見(jiàn)，當(dāng)槳距角B為恒定值時(shí)，C的大小與入有關(guān)，且僅p有一個(gè)使C最大的葉尖速比入，稱(chēng)之為最佳葉尖速比九。因此當(dāng)B恒定popt時(shí)，可用任一條C）曲線描述定槳距風(fēng)輪機(jī)的運(yùn)行特性。p在某一固定的風(fēng)速下，隨著風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，葉片旋轉(zhuǎn)的角速度發(fā)生大變化，C也會(huì)相應(yīng)地變化，從而使風(fēng)輪機(jī)的輸出機(jī)械功率發(fā)生變化。由p式（3.7

50、）和（3.8），可以得到風(fēng)輪機(jī)輸出功率和風(fēng)輪機(jī)角速度之間的表達(dá)式如下。R(3.9)P=P兀R2（）3C3九p要想風(fēng)輪機(jī)實(shí)現(xiàn)最大的功率轉(zhuǎn)換效率，必須保證葉尖速比始終為最佳葉尖速比九，因此3將隨著風(fēng)速的變化而變化。將不同風(fēng)速時(shí)的最大功率opt點(diǎn)連接起來(lái)，即可得到風(fēng)輪機(jī)的最佳功率曲線P，其功率表達(dá)式為optTOC o 1-5 h z1R(3.10) HYPERLINK l bookmark105 o Current Document P=P兀R2（）3C3 HYPERLINK l bookmark107 o Current Document opt2九本文中只考慮了驅(qū)動(dòng)鏈，而對(duì)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的其他部分未加

51、以考慮。當(dāng)模擬驅(qū)動(dòng)鏈的時(shí)候，通常忽略機(jī)械部分的動(dòng)態(tài)特性，因?yàn)橄啾扔诳焖俚碾姎獠糠炙麄兊膭?dòng)態(tài)響應(yīng)要慢很多，尤其是對(duì)于具有較高轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的機(jī)械。因此旋轉(zhuǎn)部分可以由一個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)方程表示：(3.11)其中：J是發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)模塊的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，3發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速率，Tm作用在與發(fā)電機(jī)相連的風(fēng)力轉(zhuǎn)子上的機(jī)械轉(zhuǎn)矩，T是發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，T機(jī)e0械摩擦阻力轉(zhuǎn)矩。3.4傳動(dòng)裝置模型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的傳動(dòng)部分主要包括風(fēng)輪(輪轂及葉片)、轉(zhuǎn)軸和齒輪箱。在電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真分析中，一般無(wú)需建立機(jī)械部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各個(gè)環(huán)節(jié)的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型，傳動(dòng)部分的損耗可忽略。齒輪箱和葉片用輪轂來(lái)連接，且輪轂具有較大的慣性，用一階慣性環(huán)節(jié)表示它兩邊的

52、轉(zhuǎn)距，表示如下12-13dT二丄(T-T)(3.12)dtTwtK其中：T表輸入齒輪箱的機(jī)械轉(zhuǎn)矩(p.u.)TT表示風(fēng)力機(jī)葉片的輸出轉(zhuǎn)矩(p.u.)WT表示輪轂的慣性時(shí)間常數(shù)(s)K傳遞發(fā)電機(jī)和風(fēng)力機(jī)之間轉(zhuǎn)矩的其實(shí)是齒輪箱和聯(lián)軸器，可用以下動(dòng)態(tài)方程來(lái)描述：(升L|)(3.13)其中：Q表示風(fēng)力機(jī)的機(jī)械角速度(p.u.)T表示齒輪箱的慣性時(shí)間常數(shù)(s)tT表示發(fā)電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩(p.u.)和齒輪箱的輸出轉(zhuǎn)矩(p.u.)MT表示齒輪箱的輸入機(jī)械轉(zhuǎn)矩(p.u.)T風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速在通常情況下基本保持不變，因此，我們用如下的方程來(lái)描述傳動(dòng)部分模型：T沁T。TMdT1m二(T-T)(3.14)dtTWMW其中

53、：T表示風(fēng)力機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)(s)WT表示發(fā)電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩(p.u.)M風(fēng)能的變化要超前于風(fēng)力機(jī)輸出機(jī)械功率的變化，這是由于風(fēng)力機(jī)的葉片和輪轂有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，如圖3.4所示是用一階慣性環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬的傳遞函數(shù)：圖3.4中的V,V,V,V分別表示來(lái)風(fēng)速度、額定風(fēng)速、風(fēng)機(jī)啟動(dòng)風(fēng)速WRinout以及切出風(fēng)速；P,T,P分別表示風(fēng)力機(jī)吸收的風(fēng)功率風(fēng)力機(jī)吸收的風(fēng)功WWM率、風(fēng)力機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)以及風(fēng)力機(jī)輸出的機(jī)械功率。風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)風(fēng)速、額定風(fēng)速以及切出風(fēng)速將風(fēng)能曲線分為四段：VV,P二0；WinWVVV,P=f(九卩)WV2；inWRW2AWVVV,P二0。WoutW其中：f(九,卩)表示風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)特

54、征函數(shù)、入表示風(fēng)力機(jī)葉尖速比、B表示槳距角、P表示空氣密度、A表示風(fēng)機(jī)葉片的掃掠面積以及P表示N風(fēng)力機(jī)額定功率。3.5槳距角控制模型風(fēng)電機(jī)組的槳距角控制一般分為兩種，一種是主動(dòng)失速控制，風(fēng)電機(jī)組的輸出功率會(huì)隨著槳距角的減小而降低，此種控制方式主要用于恒速風(fēng)電機(jī)組；另一種是槳距角控制，風(fēng)電機(jī)組的輸出功率會(huì)隨著槳距角的增加而降低，此種控制方式主要用于變速風(fēng)電機(jī)組，少量恒速風(fēng)電機(jī)組中也有應(yīng)用。本文采用的是變槳距風(fēng)力機(jī)模型，它通過(guò)風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速偏差量來(lái)調(diào)節(jié)槳距角，其動(dòng)態(tài)方程如下:坐=1(K.AQ-t)(3.15)dtTp其中：AQ表示風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速偏差(AQ=Q-Q)、K表示增益系數(shù)、0pt表示調(diào)節(jié)裝置的慣

55、性時(shí)間常數(shù)。變槳距風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制框圖如圖2-4所示。q0圖3.5變槳距風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速控制框圖+kpmaxiL*1+dsqImmQ變槳距風(fēng)力機(jī)可以通過(guò)槳距控制系統(tǒng)對(duì)葉片的槳距角進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使風(fēng)力機(jī)獲得的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩得到改變，保證輸出功率穩(wěn)定，在一定范圍內(nèi)提高了風(fēng)能的利用效率。在調(diào)節(jié)功率時(shí)，變槳距風(fēng)力機(jī)是不能完全依靠葉片的氣動(dòng)性能的，因此，在不同的情況下，變槳距控制需要采用不同的策略：（1）當(dāng)風(fēng)速在額定風(fēng)速以下時(shí)，控制器使槳距角接近于零度，等同于定槳距風(fēng)力機(jī)，此時(shí)的風(fēng)電機(jī)組輸出功率會(huì)隨風(fēng)速的變化而變化，使得給定風(fēng)速下的風(fēng)電機(jī)組發(fā)出盡量多的電能，完成了風(fēng)電機(jī)組功率的尋優(yōu)。（2）當(dāng)風(fēng)速在額定風(fēng)速以上時(shí)，

56、變槳距機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)槳距角，使得風(fēng)電機(jī)組的輸出功率保持在額定功率以?xún)?nèi)（即限制輸出功率），同時(shí)保護(hù)機(jī)械機(jī)構(gòu)以避免過(guò)載或者使機(jī)械受到損壞。雙饋異步發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)模型雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)組成部分：風(fēng)力機(jī)、軸系（即機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)）和槳距角控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、雙饋異步發(fā)電機(jī)、無(wú)功功率控制系統(tǒng)、變頻器及其控制系統(tǒng)，雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)圖如圖3.6所示。在3.3節(jié)和3.5節(jié)已經(jīng)給出了風(fēng)力機(jī)和槳距角控制系統(tǒng)的模型，這里將主要描述雙饋異步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)模型和控制系統(tǒng)模型。關(guān)于變頻器及其控制系統(tǒng)的模型在此不做詳細(xì)介紹。圖3.6雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)示意圖雙饋異步發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)模型13雙饋電機(jī)

57、電壓和磁鏈方程是按照電動(dòng)機(jī)正方向的規(guī)定，并且在定子磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系下建立的，方程用標(biāo)幺值表示為：U=pk-k+rIdsdsqssds(3.16)U=pk-k+rIqsqsdssqsU=pk-sk+rIdrdrqrrdrU=pk+sk+rIqrqrdrrqrk=XI+xIdsssdsmdr(3.17)k=XI+xIqsssqsmqrk=XI+xIdrrrdrmdsk=XI+xIqrrrqrmqs式中：U表示定子電壓的d軸分量、U表示定子電壓的q軸分量；UTOC o 1-5 h zdsqsdr表示轉(zhuǎn)子外加電壓的d軸分量、U示轉(zhuǎn)子外加電壓的q軸分量；P=d/dtqr表示微分算子，k表示定子磁鏈的

58、d軸分量，k表示定子磁鏈的q軸分量；dsqsk示轉(zhuǎn)子磁鏈的d軸分量，k表示轉(zhuǎn)子磁鏈的q軸分量；I表示定子繞drqrds組電流的d軸分量、I表示定子繞組電流的q軸分量，I表示轉(zhuǎn)子繞組電qsdr流的d軸分量，I表示轉(zhuǎn)子繞組電流的q軸分量；其中公式中的X、Xqrssrr分別為：X二X+X,X二X+X。sssmrrrm忽略定子側(cè)的電阻和電磁暫態(tài)過(guò)程(即pk=pk=0,r=0),得到雙饋異dsqss步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)基本方程如下所示：U=-kdsqsU=kqsdS(3.18)U=pk-sk+rIdrdrqrrdrU=pk+sk+rIqrqrdrrqrTOC o 1-5 h zk=XI+xIdsssdsmdr

59、(3.19)k=XI+xIqsssqsmqrk=XI+xIdrrrdrmdsk=XI+xIqrrrqrmqs將式（2,20）代入式（2.19），得出：U一0-X0-xIdsssmdsUX0 x0Iqs=ssmqsUpx-sxr+pX-sXIdrmmrrrrrdrUsxpxsXr+pXIqrmmrrrrrqrU=u+jUsdsqs(3.20)經(jīng)整理得出：U=u+jUrdrqrI=I+jIsdsqsI=I+jIJrdrqr(3.21)UsUrjXss(p+js)xmjxmr+(p+js)Xrrr(3.22)(3.23)(3.24)E二jmkxrrr_XX-x2X=ssrrmXrrT=d0(3.25

60、)Xrrrr那么雙饋機(jī)的動(dòng)態(tài)方程可表示如下:jX圖3.7雙饋電動(dòng)機(jī)等值電路以下是將E、U、I分別用dq分量進(jìn)行表示dEx1廠.1fU+sE-IE+(X-x)/XqrqT匚dssqs-d0dtdEX1rqJ=_U-sE-IE-(X-X)/dtXdrqT匚qssdsd0qrqrrdrqrrfE=xIdqrqrref圖3.8轉(zhuǎn)速控制傳遞函數(shù)框圖無(wú)功功率控制恒定功率因數(shù)控制和恒定電壓控制組成丁無(wú)功功率控制，本文中主要介紹恒功率因數(shù)控制(實(shí)際產(chǎn)品多應(yīng)用恒定功率因數(shù)控制)。雙饋異步風(fēng)電機(jī)組定子側(cè)無(wú)功功率為：Q=-U(U-mI)(3.35)SsXxdrssss若采用恒功率因數(shù)控制時(shí)，則有Q=-Ptan屮(3