【正文】 舉一個例子，圖4示出了當轉子磁鏈矢量位于扇區(qū)S1時，電機在次同步狀態(tài)下運行時的狀況。二 直接轉矩的核心轉矩控制是通過改變轉子電壓的頻率，幅值，相位和相序來改變電機轉速。關鍵詞：直接轉矩控制（DTC），雙饋感應發(fā)電機（DFIG），電壓矢量，單位功率因數(shù)，空間矢量調制。第四章通過曲線圖動態(tài)分析了在風速改變時進行最大功率跟蹤的一個過程。正好相反，說明轉子功率為負，從電網吸收能量。功率的計算很簡單，就是電流與電壓的乘積再乘以一個電壓與電流相位差叫的三角函數(shù)值。圖 515電壓矢量在三種坐標系下圖 516PLL工作原理圖在Matlab/Simulink的SimPowerSystems/ExtraLibrary/Disctete Control Blocks中有三相的PLL，其內部結構如圖717：圖 517三相PLL模型 網側變換器（整流器）控制對于轉子側變頻器的網側部分，采用電流外環(huán)電壓內環(huán)的雙閉環(huán)形式。在圖77中，可以知道空間平面被分成了6個扇區(qū)，所以算法的第一步要判斷矢量所在的扇區(qū)。圖 53三相靜止到兩相靜止坐標系的變換根據(jù)式535，我們可以得到如圖73的仿真模型，根據(jù)式536，我們可以得到dq坐標系到abc坐標系的控制框圖，如圖74。由此可以知道，應該把整個網側變換器的控制環(huán)節(jié)應分為兩部分，電壓外環(huán)和電流內環(huán)，圖63是控制框圖。圖 07定子電壓d軸定向矢量圖特別是對于兆瓦級的發(fā)電機來說，由于其本身的大電感，定子繞組的電壓降可以忽略不計，所以在dq旋轉坐標系下： （544）現(xiàn)在把定子電壓矢量定在d軸上如圖56所示，得 （545）所以： （546）， （547）我們繼續(xù)處理磁鏈方程： （548）得到定子電流： （549）從而得出功率的進一步表達式： （550）將式（541）、（549）代入式（538），可得轉子電壓： （551）其中，將式（549）代入式（550），可得定子功率： （552） 當雙饋風力發(fā)電機并網運行后，定子端的功率就是其輸出功率的絕對值，所以雙饋發(fā)電機的輸出功率為： （553）從式（553）我們能夠看出，經過定子電壓定向的處理后，有功功率和無功功率實現(xiàn)了成功解耦，只要控制就可以控制有功功率，只要控制有關而就可以控制無功功率。在坐標變換的過程中應保持磁通矢量和旋轉角速度不變，這就可認為兩種坐標系下的磁動勢等效了。其中除主對角線元素以外的元素表達的都是和其下標一致的定子和轉子之間的互感，而主對角線上的元素是和它的下標一致的繞組的自感。 （53）根據(jù)轉差率的表達式，可以得到其轉子繞組的電流頻率： （54）從式54能夠看出，如果想做到恒定頻率電能的輸出，只需保證轉子繞組內電流頻率為就行了。 雙饋風力發(fā)電機的特點在很多發(fā)電機運行的環(huán)境當中，驅動發(fā)電機的原動機轉速是隨時間一直變化著的，比如水利發(fā)電，水輪機的轉速會隨著水位高度的不同發(fā)生相應的變化；同樣在風力發(fā)電中，由于風速的變化使得風力機轉速也在變化。 （22）我們可以由此得出風力機輸出的機械功率為： （23）其中，是風輪的直徑。再加上我國對稀土永磁材料的限量開發(fā)保護政策，更將妨礙永磁直驅式風電機組的發(fā)展，2009年永磁直驅式風電機組的市場份額約為17％16。雙饋異步發(fā)電機變速恒頻風力發(fā)電機的核心部件。風能利用系數(shù)(見第二章)反映了風力機吸收風能的效率，它是一個和風輪轉矩、風速、和槳距角都有關系的一個量。風力機單機容量和風電場規(guī)模以及風力發(fā)電在電力系統(tǒng)中所占的份額都逐漸增大,風力發(fā)電技術及風電并網與電力系統(tǒng)相互影響越來越受到國內外專家學者廣泛關注和深入研究。109 MW，107 MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍2。風能是一種干凈的自然能源，沒有常規(guī)能源（如煤電，油電）與核電會造成環(huán)境污染的問題。但對于大型風電場,風電場的退出會導致系統(tǒng)更大的功率缺額,不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。這種變速恒頻的發(fā)電方式還可以使得風電機組和電網系統(tǒng)之間形成良好的柔性連接關系，這比起傳統(tǒng)的恒速恒頻發(fā)電方式，具有更容易實現(xiàn)并網操作和穩(wěn)定運行的優(yōu)點。其定子直接掛接在電網上，轉子通過三相交直交變換器實現(xiàn)交流勵磁，電功率則可以通過轉子、定子雙通道和電網實現(xiàn)交換如圖12所示。2 風力機風力機是風電系統(tǒng)中的重要的一個部分，在整個發(fā)電過程中充當風能捕捉的第一個環(huán)節(jié)，當風經過風力機時，一部分動能作為機械能傳給發(fā)電機，中間會經過齒輪增速環(huán)節(jié)?？臻g矢量是為了研究的數(shù)學表達簡單和方便而來的，因為，它把三相交變的物理量表達成了一個合成的空間矢量，從量的數(shù)量來看，變量數(shù)得到了大大減少，它是一個以電源角頻率為角速度做恒速旋轉的空間矢量，這樣，電壓、電流、磁鏈描述起來就簡單了。這是因為雙饋發(fā)電機轉子的旋轉速度不總是維持在同步轉速，基于這個原因雙饋電機被稱為異步發(fā)電機，但是，從勵磁這方面來講，雙饋發(fā)電機和同步發(fā)電機一樣，它就具有專門的勵磁繞組。此時，發(fā)電機處于同步運行狀態(tài)，轉子側既不從電網吸收功率，也不發(fā)出功率，轉子勵磁電流為直流量23。定子和轉子繞組它們各自三相之間的相對位置是不變的，所以互感值也不會改變。所以： （527） （528）我們將上式寫成矩陣的形式，得 （529）為了我保證變幻前后的總功率不變，可以得到的值為代入上邊矩陣表達式，得 （530）從式530可以知道，三相靜止坐標系轉換到兩相靜止坐標系的變化矩陣， （531）在合成磁動勢相等的條件下，電壓變換矩陣、磁鏈變換矩陣與電流變換矩陣相同。雙饋發(fā)電機的定子側繞組和電網直接相連，轉子側通過變頻器來提供勵磁，從大的方面說，目前，雙饋變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)所用變頻裝置通常有交交變頻器25 26或交直交變頻器27 28。其次是雙饋電機輸出無功功率控制，以保證所并電網的穩(wěn)定運行，本文系統(tǒng)的無功功率設計為零，主要來控制功率因數(shù)為1的最大功率跟蹤。表 51逆變器的不同開關狀態(tài)對應的空間矢量表相電壓矢量表達式矢量標號A相B相C相00000000010100111001101110000觀察表73，我們可以用一個模為三相VSR逆變器在不同的開關組合時的交流側電壓可用一個模為的空間電壓矢量在復平面上表示出來，這樣就會得到8條空間矢量，包括六個夾角為60176。 （76）對于不同的扇區(qū)，可以根據(jù)工作時間的值，計算出各個扇區(qū)對應的工作時間表，如表75所示，仿真模型如圖711所示。圖 519直流電壓控制器根據(jù)式（9）得到電流控制器，如圖720，其中，比例積分環(huán)節(jié)的Kp=,Ki=5。圖 64轉速標幺值圖 65電機轉子a、b兩相電流為了實現(xiàn)有功的最大功率，無功功率給定為0，實驗結果證明無功是幾乎等于零的。圖 618輸出電壓頻譜圖 619輸出電流頻譜總結本文首先分析了風力發(fā)電系統(tǒng)的各個部分，最后通過Matlab/Simulink平臺搭建了仿真模型，得到了和預期一致的仿真結果。第七章是運用前面章節(jié)講的各部分原理與數(shù)學模型首先建立了定轉子側的整體控制框圖，最后在Matlab/Simulink平臺上搭建仿真模型。電壓源轉換器通過滑環(huán)使得DIFG響應風速工作在不同轉速下[2]。使用磁鏈矢量的相量圖，在所示圖2中，說明其控制方法。如圖5所示，在超同步狀態(tài)下，位于扇區(qū)S1，施加或使轉矩減小，施加或增加轉矩。如圖2（b）所示，假如給施加（（100），（110），（010），（011），（001），（101））中的任一電壓矢量，角將會增加（也增加），另外，給施加或者（（000）和），角也會增加（也增加）。在本文中，提出了雙饋感應發(fā)電機（DFIG）的一種新型DTC策略，它提供了一種簡單的控制結構并且具有很高的效率。參考文獻[1]:化學工業(yè)出版社,2006年8月.[2]翟秀靜,劉奎仁,:化學工業(yè)出版社,2005年9月.[3]Muller S, Deicke M, De Doncker R W. 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