Matlab/Simulink双馈风力发电系统的仿真研究(10)
利用网侧变换器在两相同步旋转dq坐标系下的数学模型，可得输入电流满足：
（3.9）
式中， 、 为变流器交流侧电压的d、q分量。
上式表明d、q轴电流除了受控制量 、 的制约外，还受交叉耦合项 、 和电网电压的影响。所以（3.9）可以改写为
(3.10)
其中：
上式中 、 与各自的电流分量具有一阶微分关系，可作为解耦项， 、 为消除交叉耦合项的补偿项，这样dq轴电流就实现了独立解耦控制。
由瞬时功率关系知：
(3.11)
从上式可以看出，调节 、 就可以控制网侧变流器吸收（或馈出）的有功、无功功率，实现变流器有功和无功功率的解耦控制。
具体的控制原理如图3.3所示。本文采用电压电流双闭环控制策略。其中，电压外环用于控制直流侧电压。电流内环则按照电压外环输出的电流指令进行电流控制。
图3.3 网侧 PWM变流器控制框图
3.3转子侧变换器的控制
3.3.1 DFIG常用的矢量控制技术
由于DFIG可以采集的信号较多，矢量控制中可选取的定向矢量很多，如定子电压矢量、定子磁链矢量、气隙磁链定向以及电网虚拟磁链定向等，还有一些其他矢量也可作为定向矢量。在变速恒频风力发电中，最常用的是：定子电压矢量和定子磁链矢量。与之相应的矢量控制分别为定子电压定向矢量控制和定子磁链定向矢量控制。它们的具体控制方式略有不同，但实质上基本一致。本文采用定子电压定向矢量控制策略。
3.3.2 定子电压定向的双馈电机模型
因为在定子磁链定向的矢量控制系统中，需要对定子磁链进行观测，增加了控制系统的复杂性。在忽略定子电阻 的情况下，定子电压矢量与定子磁链矢量之间存在如下的近似关系：
（3.12）
当同步旋转坐标系的d轴定向于定子电压矢量 时，有：
其中， 为定子电压矢量的幅值。
于是，可以得到用定子电压和转子电流表示的定子输入的电磁功率、转子输入的电磁功率和输入DFIG总电磁功率为：
DFIG通过定子向电网输出的有功功率为：
（3.19）
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