变速恒频双馈感应电机系统中的低频振荡现象分析.pdfVIP

第 43卷 第 8期 西 安 交 通 大 学 学 报 Vo1．43 N_o8 2009年 8月 JOURNALOFXIAN JIAOFONG UNIVERSITY Aug．2009 变速恒频双馈感应 电机系统中的低频振荡现象分析 杨黎晖，马西奎 ，戴栋 (西安交通大学电气工程学院，710049，西安) 摘要：研究了广泛应用于风力发 电的变速恒频双馈感应电机系统中的低频不稳定现象．首先，通过 数值仿真，观察了系统随着输入机械转矩增大时出现的低频振荡现象，结果表明，低频振荡现象的 发生会增加定子电流的总谐波畸变，从而降低系统的性能．其次，建立 了双馈感应 电机及其励磁控 制系统的数学模型，通过分析系统雅可比矩阵的特征值发现，系统发生的低频振荡的动力学本质是 Hopf分岔，并据此给出了系统运行的稳定性边界．研究有助于更好地理解变速恒频双馈感应 电机 系统中的动力学行为和稳定性问题，对该系统的参数设计具有一定的参考价值． 关键词：双馈感应 电机 ；低频振荡；Hopf分岔 ；稳定性 中图分类号：TM343；O415．5 文献标志码 ：A 文章编号 ：0253—987X(2009)08—0095—06 Low-FrequencyOscillationinVariabieSpeedConstantFrequency DoublyFedInductionGenerator YANG Lihui，MA Xikui，DAIDong (SchoolofElectricalEngineering，XiallJiaotongUniversity，Xian710049，China) Abstract：Thelow-frequencyinstabilityinvariablesp,edconstantfrequencydoublyfedinduction generator(DFIG)widelyusedinwindpowergenerationisinvestigated．Thelow-frequencyoscil— lationphenomenainDFIG areanalyzedvianumericalsimulationastheinputmechanicaltorque increases．Thesimulationresultsshow thatthelow-rfequencyoscillationenhancestotalharmonic distortion(THD)ofstatorcurrent，thusdecreasesthesystem performance．Thenamathematical modeloftheclosed—loopsystem isderived．TheJacok—ianeigenvalueanalysisshowsthatthelow- frequencyoscillationisessentiallycausedbytheHopfbifurcation，thusthestabilityboundaries aregivenaccordingtothisanalysis．ThisstudyishelFfultobetterunderstandnonlineardynamics ofDFIG，andisvaluabletoparameterdesignforgualanteeingstableoperationofthissystem． Keywords：doublyfedinductiongenerator；low-frequ,mcyoscillation；Hopfbifurcation；stability 风力发电作为可再生能源中最接近实用推广的 节的复杂强非线性系统，在一定条件下会出现分岔、 发电方式，近十年来在世界各 国迅速发展．采用双馈 混沌 等复杂非线性现象，从 而导致系统失稳振 感应电机 的变速恒频风力发电系统具有风能利用率