永磁直驱风力发电系统VSG控制策略研究

摘要

本文分析了永磁直驱(PMSG)风力发电系统实现虚拟同步机控制(WECS-VSG)时和同步电机(SG)惯量特性的区别.为了最大限度利用风能,考虑风力发电系统工作于MPPT方式.为分析控制对WECS-VSG惯性响应的影响,首先对WECS-VSG的控制形式进行了总结,接着对WECS-VSG控制系统的具体控制功能的实现方法进行了介绍.在此基础上分析了不同控制形式和不同控制功能实现方式下WECS-VSG的惯性响应特性.分析表明,当所采用的控制形式由风机转子提供惯性响应能量时,WECS-VSG和SG相比多一个风机转子动能恢复过程.即便都是通过风机转子提供惯性响应能量,不同的MPPT实现方法,WECS-VSG的惯性响应特性也不同.如果MPPT方法通过风速来计算指令值,在惯性响应阶段,WECS-VSG和SG一样,惯量保持不变.如果MPPT方法是通过转子转速来计算指令值,与SG的惯量保持不变不同,WECS-VSG的等效惯量将随工作点变化.本文最后通过仿真结果验证了分析的正确性.