6、风力发电系统关键技术解析

风力发电系统关键技术解析

1. AC/DC/AC系统

AC/DC/AC系统由两个通过直流母线相互连接的电压源换流器（VSC）组成，VSC由电力电子设备驱动。其中一个VSC连接到转子侧，通常称为转子侧变流器（RSC）；另一个连接到电网侧，通常称为电网侧变流器（GSC）。转子、AC/DC/AC系统和电网之间的关系取决于转子速度，双馈感应发电机（DFIG）有三种运行状态可以解释这种关系：
- 当转子速度大于同步速度时，转子功率（Pr）通过RSC从转子传输到直流母线，使直流母线电压（VDC）升高。
- 当转子速度低于同步速度时，Pr通过RSC从直流母线传输到转子，使VDC降低。
- 当转子速度等于同步速度时，没有功率传输。
- GSC的功能是控制公共连接点（PCC）的电压。当电网电压（Vg）低于参考值时，GSC将功率从直流母线传输到电网，反之亦然。

2. DFIG控制系统

DFIG控制系统可分为转子侧控制系统和电网侧控制系统两部分。

2.1 转子侧控制系统

转子侧控制系统负责控制输出功率，并将其保持在跟踪特性的允许范围内。通过控制转子电压的直轴和交轴分量（Vdr和Vqr）来实现这一功能。控制转子电流的交轴分量可根据公式（2.41）产生电磁转矩Te。控制转子电压（Vr）的过程如下：
1. 将电网电压（Vg）与参考电压（Vref）进行比较，并将结果输入到交流电压调节器中，输出为RSC参考电流的直轴分量（Idr - ref）。也可以通过将无功功率（Q）与参考无功功率（Qref）进行比较，并将结果输入到无功电压调节器中得到Idr - ref。
2. 根据转子速度（ωr），利用功率跟踪特性获