产品展示
PRODUCTS
产品描述
近年来随着电网中新能源发电量的增加、传统同步发电机组退出、电力系统电力电子化，导致电网呈现出“低惯性”、“弱阻尼”的特征。目前，双馈异步风力发电系统普遍采用基于电网电压定向的矢量控制策略，通过锁相环并网同步运行，风机输出功率和电网电压的频率、幅值相互解耦。对于整个电网系统而言，双馈异步风力发电系统（DFIG）对外表现出电流源特性。与传统同步发电机组相比，转子转速不会受电网频率变化的影响，风机的转动惯量被“隐藏”起来，DFIG对整个电力系统没有任何惯量贡献。
电力系统惯量缺失，会严重影响用电安全。借鉴传统电力系统的工作原理，模拟同步发电机频率及电压控制，让风力发电系统拥有类似同步机的特性，在电网频率、幅值波动时主动支撑电网，给电力系统增加惯量阻尼，有助于提升电网运行的稳定性，保证供电的平稳与质量。因此，研究双馈异步发电机的虚拟同步控制策略具有重要的理论价值和实际工程意义。
双馈风机系统
基于快速原型控制器的双馈风机系统整体视图如图所示，主体有双馈机柜（左）和调速柜（右）构成，此系统具备两种控制方式，第一种采用RCP控制器，通过simulink模型编程方式进行控制，并通过上位机VIEW软件进行数据监控。另外一种方式其自带的DSP核心板控制器，通过C语言编程方式进行控制，并通过组态屏实现数据监控等功能。
控制器SP2000
SP2000能够将用户设计的图形化的高级语言编写的控制算法（Simulink）转换成DIDO、AIAO量，完成实际硬件控制。其采用外扩插卡式结构，简洁轻便，板卡资源如下：
控制模型
双馈电机构网模型由功率环、电压环、电流环组成。其中有功功率环输出模拟电网频率，无功功率环输出电网参考幅值，电压环、电流环输出dq轴电压电流。
其中有功功率环控制逻辑为
有功功率环控制逻辑为
电压环、电流环控制逻辑为
离网控制
在脱离电网时，双馈构网模型可自主产生模拟电网频率，使得电压电流正常输出。在上位机中设置有功功率1000W，无功功率0W，并网继电器设置为OFF，电网电压设置为223V，仿真结果如下所示。从图中可知，构网模型在离网状态下始终保持电压电流输出，频率维持在50Hz左右，定子电压与电网电压存在相位差，且相位差在不断变化。
离网工况1-纯电阻负载
设置额定电压220V，三相电阻负载各300W。在连接继电器后，三相电阻负载各改为600W，记录无功功率环电压、有功功率环频率、有功功率、无功功率曲线如下。
离网带载无功功率环电压变化曲线
离网带载有功功率环频率变化曲线
离网带载有功功率变化曲线
离网带载无功功率变化曲线
从图中可知，离网带载900W时，有功功率稳定控制在900W左右，构网频率稳定控制在49.8Hz。无功功率稳定在0W左右，构网电压幅值基本无变化。当离网带载1800W时，有功功率稳定控制在1800W左右，构网频率稳定控制在49.6Hz。无功功率稳定在0W左右，构网电压幅值基本无变化。综上所述，双馈构网模型在电阻负载状态下可稳定运行，并按照电阻负载不同改变构网频率。
离网工况2-纯电感负载
设置额定电压220V，三相电感负载各100Var。在连接继电器后，三相电感负载各改为500 Var，记录无功功率环电压、有功功率环频率、有功功率、无功功率曲线如下。
离网带载无功功率环电压变化曲线
离网带载有功功率环频率变化曲线
离网带载有功功率变化曲线
离网带载无功功率变化曲线
从图中可知，离网带载300Var时，有功功率稳定控制在30W左右，构网频率稳定控制在50Hz。无功功率稳定在300W左右，构网电压幅值稳定下降1V。当离网带载1500Var时，有功功率稳定控制在100W左右，构网频率稳定控制在50Hz。无功功率稳定在1400W左右，构网电压幅值稳定下降5V。综上所述，双馈构网模型在电感负载状态下可稳定运行，并按照电感负载不同改变电压幅值。
离网工况3-纯电容负载
设置额定电压220V，三相电容负载各100Var。在连接继电器后，三相电容负载各改为500 Var，记录无功功率环电压、有功功率环频率、有功功率、无功功率曲线如下。
离网带载无功功率环电压变化曲线
离网带载有功功率环频率变化曲线
离网带载有功功率变化曲线
离网带载无功功率变化曲线
从图中可知，离网带载300Var时，有功功率稳定控制在10W左右，构网频率稳定控制在50Hz。无功功率稳定在-300W左右，构网电压幅值稳定抬升1V。当离网带载1500Var时，有功功率稳定控制在10W左右，构网频率稳定控制在50Hz。无功功率稳定在-1500W左右，构网电压幅值稳定抬升6V。综上所述，双馈构网模型在电容负载状态下可稳定运行，并按照电容负载不同改变电压幅值。
并网控制
在定子电压与电网电压基本重合时，即相位差约为0时，将并网继电器设置为ON，仿真结果如下所示。从图中可知，并网后定子电压与电网电压保持一致，转子输出电流。
并网工况1
设置电网频率50Hz，电网电压230V，有功功率1000W，无功功率0W。记录构网电压幅值、构网频率、有功功率、无功功率曲线如下。
并网前、后电网电压变化曲线
并网前、后频率变化曲线
并网前、后有功功率变化曲线
并网前、后无功功率变化曲线
从图中可知，双馈构网模型在并网前，构网电压幅值为325V，构网频率约为50.28Hz，有功功率、无功功率均为0W。并网后，构网电压幅值约为325V，构网频率约为50Hz，有功功率约为1000W，无功功率约为150W。脱网后，构网电压、构网频率、有功功率、无功功率均与并网前保持一致。
并网工况2
设置电网频率50Hz，电网电压230V，有功功率1000W，无功功率0W。在并网后，改变电网频率为49.5Hz。记录构网电压幅值、构网频率、有功功率、无功功率曲线如下。
并网前、后电网电压变化曲线
并网前、后频率变化曲线
并网前、后有功功率变化曲线
并网前、后无功功率变化曲线
从图中可知，双馈构网模型在并网前，构网电压幅值为325V，构网频率约为50.28Hz，有功功率、无功功率均为0W。并网后，构网电压幅值约为325V，构网频率约为50Hz，有功功率约为1000W，无功功率约为50W。调整频率后，构网电压幅值约为325V，构网频率约为49.5Hz，有功功率约为3000W，无功功率约为50W。脱网后，构网电压、构网频率、有功功率、无功功率均与并网前保持一致。
并网工况3
设置电网频率50Hz，电网电压230V，有功功率1000W，无功功率0W。在并网后，改变电网电压为220V，记录数据后再将电网电压改为235V。记录构网电压幅值、构网频率、有功功率、无功功率曲线如下。
并网前、后电网电压变化曲线
并网前、后频率变化曲线
并网前、后有功功率变化曲线
并网前、后无功功率变化曲线
从图中可知，双馈构网模型在并网前，构网电压幅值为325V，构网频率约为50.28Hz，有功功率、无功功率均为0W。并网后，构网电压幅值约为325V，构网频率约为50Hz，有功功率约为1000W，无功功率约为50W。调整电压至220V后，构网电压幅值约为311V，构网频率约为50Hz，有功功率约为1000W，无功功率约为350W。调整电压至235V后，构网电压幅值约为335V，构网频率约为50Hz，有功功率约为1000W，无功功率约为-150W。脱网后，构网电压、构网频率、有功功率、无功功率均与并网前保持一致。
微信公众号
