无刷双馈风力发电机控制策略研究

"变速恒频无刷双馈风力发电机控制策略的研究" 变速恒频无刷双馈风力发电机是现代风能转换系统中的关键设备，它结合了双馈电机的灵活性和无刷电机的耐用性，能够有效地提高风能利用率和发电效率。本文由张璐、肖海勃和王冬冬等人撰写，主要探讨了这种发电机的控制策略。 无刷双馈电机的核心是转子参考轴d-q模型，这是一个基于电磁场理论的数学模型，用于描述电机内部的磁链和功率流动。在这个模型中，电机的转子磁场被分解为d轴（直轴）和q轴（交轴）两个分量，从而实现对电机有功和无功功率的独立控制。这种控制方式称为矢量解耦控制，它可以确保发电机在各种风速下都能保持恒定的频率输出，同时调整有功功率以适应电网需求，无功功率则用于维持系统电压稳定性。 文章中提到，通过功率绕组磁场定向控制，可以实现无刷双馈电机的功率控制系统。这意味着控制绕组的交流励磁被精确地调控，以改变电机的电磁特性。这种控制策略减少了对变频器容量的需求，降低了系统成本，同时提高了运行的可靠性。无刷设计消除了传统双馈电机中电刷和滑环的磨损问题，使得电机更适合在恶劣的风力发电环境中长期稳定工作。 在风力发电系统中，无刷双馈电机可以在风速低于额定值时保持最佳的叶尖速比，最大化风能捕获，而在风速超过额定值时，通过调整发电机转速来存储或释放能量，平滑输出功率，增加系统的动态响应能力。这种变速恒频的运行方式对于提高整个风电系统的效率和稳定性至关重要。 文章通过计算机仿真验证了所提出的控制策略的有效性。仿真结果表明，无刷双馈风力发电机能在变速条件下保持恒定的频率输出，证明了该控制方法的正确性和实用性。 变速恒频无刷双馈风力发电机的控制策略是实现风能高效利用的关键技术，通过优化的控制算法和电机设计，可以显著提升风电系统的性能和经济性，为我国乃至全球的可持续能源发展提供有力支持。