研制了一套基于TMS320LF2407A和TMS320 VC33雙DSP的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。在分析了該系統(tǒng)控制方法的基礎(chǔ)上，建立了交直交變頻器網(wǎng)側(cè)電壓定向以及轉(zhuǎn)子側(cè)定子磁場(chǎng)定向的矢量控制系統(tǒng)模型。對(duì)系統(tǒng)的變速恒頻控制、并網(wǎng)控制技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠在發(fā)電機(jī)允許的速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟并網(wǎng)，輸入輸出有功、無(wú)功功率可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，適合于兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
風(fēng)能是一種非常具有開(kāi)發(fā)潛力的可再生能源，近年來(lái)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)得到了各國(guó)學(xué)者的廣泛關(guān)注和重視[1]。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中的變速恒頻發(fā)電方式是目前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向[2]。雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一種較合適的變速恒頻方案[3-4]，其發(fā)電機(jī)的定子繞組接入工頻電網(wǎng)，通過(guò)改變轉(zhuǎn)子繞組供電電源的頻率、幅值、相位、相序來(lái)實(shí)現(xiàn)變速恒頻控制，由于該方案的變頻器只傳遞轉(zhuǎn)差功率，所以其容量可以大大降低。
目前，雙饋?zhàn)兯俸泐l風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)所用變頻裝置通常有交交變頻器[5-6]或交直交變頻器[7-8]。交交變頻器輸出電壓諧波多，輸入側(cè)功率因數(shù)低，使用功率元件數(shù)量多，目前已經(jīng)被電壓型交直交變頻器所替代。近年來(lái)也有文獻(xiàn)對(duì)矩陣變換器應(yīng)用在雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中進(jìn)行研究[9-10]，但是由于矩陣變換器使用的器件數(shù)目較交直交變頻器多，器件承受的耐壓高，并且其輸入輸出控制不解耦，這些缺點(diǎn)在一定程度上限制了其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用。
本文根據(jù)風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)研制了一套基于雙DSP的電壓型交直交雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)的變頻器網(wǎng)側(cè)采用電壓定向的矢量控制，變頻器轉(zhuǎn)子側(cè)則采用定子磁場(chǎng)定向的矢量控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有功率雙向流動(dòng)的能力，其輸入輸出功率因數(shù)可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，具有較小的輸入輸出諧波，并且可以寬范圍運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)能以及其他不穩(wěn)定能源的高質(zhì)量發(fā)電。