永磁直驱风力发电机组并网仿真模型搭建

下面介绍一个简单的永磁直驱风电机组模型的simulink建模搭建,这是笔者在搭建风光储直流微电网的时候,电路的一部分,我将其单独拿出来分享,并且在直流母线上加了直流母线恒压控制,使用的是铅酸蓄电池,这部分是控制的灵魂所在,在风电出力不足的情况下,由铅酸蓄电池提供有视在功率,在风力出功大于功率指令时,多的那部分会作为补充电能给蓄电池充电,以便蓄电池下次使用,如果蓄电池电量已满,那就只能不得已的采取弃风策略了。

下面仅展示直流母线侧的电路情况,不展示并网逆变器的控制策略和滤波——公共耦合点部分。

 风力涡轮机扭矩生成采用的模块是Wind Turbine(mask),参数设置如下:

 左侧从上到下分别是发电机速度,桨角距和风速,桨角距默认为0,风速设定为12m/s。生成的机械转矩为右侧输出Tm,将其通过数学模型组件后输入同步发电机,具体连接如下:

同步机发出的电能是三相交流电,如果要并入直流母线,可想而知,需要进行整流、滤波和升压处理,下面我们着重讲这一块:

 以下展示功率计算、整流滤波模块:

 使用的整流电路是全桥电路,功率计算子系统如下:

 至于后面的直流升压电路,电路方面展示为:

 pulses是开关信号,由PWM频率脉宽调制生成,采用的是基于扰动观察法的光伏最大功率点跟踪方法,占空比计算如下:

 boost电路开关信号生成:

 以上就是光伏主要部分的建模展示了

下面来展示恒压控制,蓄电池采用的是Battery,参数设置如下:

 主电路搭建如下:

恒压控制模块搭建为: 

 buck-boost半桥滤波参数设置为:

 ,需要注意的是,其中的Udc是我们采集到的母线电压,UNdc是你需要其稳定的母线电压指令值,我设置的是800。

具体电抗参数设置可以看我的这个视频,这里不再一一展示了

风电机组并入直流母线simulink仿真

#最后展示仿真结果

可见刚开机的时候,角频率尚不稳定,待电网稳定后,整个电路开始由风电输出功率,电池输出也由此降了下来。

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