10、双馈感应发电机变速风力涡轮机与超低功耗SRAM技术解析

双馈感应发电机变速风力涡轮机与超低功耗SRAM技术解析

双馈感应发电机变速风力涡轮机的动态建模与控制

风力发电在可再生能源领域占据着重要地位，双馈感应发电机（DFIG）变速风力涡轮机是风力发电系统中的关键设备。对其进行有效的动态建模和控制，能够提高风力发电的效率和稳定性。

为了验证风力涡轮机模型和控制系统的有效性，研究人员采用了对比仿真的方法。他们将所使用的模型和控制系统的仿真响应，与MATLAB/Simulink的SimPowerSystems库中内置的DFIG风力涡轮机模型的响应进行对比。所考虑的DFIG风力涡轮机额定功率为1.5 MW，电压为525 V。在MATLAB/Simulink环境中模拟了两台风力涡轮机，每台涡轮机由一种提出的控制系统进行控制，且模拟时涡轮机以单位功率因数（零无功功率）运行。

通过对比分析图4、图5和图6中展示的有功功率、转速和桨距角等变量，可以得出以下结论：
- 各变量的响应具有高度的一致性。
- 当风速低于额定风速时，风力涡轮机产生的功率低于额定功率，以变速运行，桨距角保持在最小程度。
- 当风速高于额定风速时，控制系统会将输出功率调整到额定功率，限制转速在额定转速范围内，并通过调整桨距角来限制从风中提取的功率。
- 在整个仿真过程中，风力涡轮机始终以零无功功率（单位功率因数）运行。

图7展示了DFIG和控制系统对风速变化和干扰的响应。假设在25s时风速从10 m/s增加到18 m/s，产生的有功功率会与涡轮机转速一起平稳增加，大约在15s内达到额定值1 pu。在此期间，涡轮机转速将从0.8 pu增加到1.21 pu。最初，涡轮机叶片的桨距角为0度，涡轮机运行点会沿着涡轮机功率特性曲线上