TSMC-DFIG风力发电系统矢量控制策略研究与仿真验证

本文主要探讨了TSMC-DFIG（双级矩阵变换器驱动的双馈发电机）变速恒频风力发电系统的矢量控制策略。TSMC（Two-Level Matrix Converter）作为一种高性能的电力电子装置，因其在电力系统中的应用越来越广泛，特别是在可再生能源领域，如风力发电，其高效率和灵活的调制能力使得它成为理想的驱动解决方案。 首先，研究者对TSMC的拓扑结构进行了深入剖析，强调了其在DFIG风力发电系统中的作用，即通过其转换特性提供稳定且高效的励磁电流。调制策略也是关键环节，通过精确控制电压和电流波形，实现了对发电机转速和输出功率的有效管理。 接着，作者详细阐述了DFIG的工作原理和数学模型，包括定子电流、转子侧电流以及交流侧电压之间的相互关系。这些基础理论是实现定子磁场定向矢量控制（SFC，Stator Flux Oriented Control）的前提，该控制方法能够使发电机按照预定的频率运行，同时优化电能质量。 在理论研究的基础上，论文推导出了TSMC-DFIG变速恒频风力发电系统的定子磁场定向矢量控制策略的具体表达式。这种控制策略旨在实现无环流的电压源控制，确保在各种运行条件下，如空载、亚同步、同步和超同步等，都能保持系统的稳定和高效。 为了验证这一控制策略的可行性和有效性，研究者利用MATLAB/Simulink软件搭建了仿真模型，并进行了实际的实验验证。仿真和实验结果显示，在不同负载条件下，系统能够稳定并网，达到预期的恒频输出，证实了所提控制策略的优越性能。 最后，文章还提到了相关的关键词，如“双级矩阵变换器”、“双馈电机”、“变速恒频”、“定子磁场定向”和“矢量控制”，这些都是理解和评估这项研究的重要概念。整个研究工作不仅深化了对TSMC-DFIG系统的理解，也为风电系统的高效运行提供了理论支持和技术手段。 总结来说，这篇论文通过对TSMC-DFIG变速恒频风力发电系统的矢量控制进行深入研究，展示了如何通过TSMC的灵活性和精准控制来优化风力发电系统的性能，为风能的可持续利用做出了贡献。