用于控制双馈感应发电机的对齐D–Q参考帧新定向技术

《Scientific Reports》：New orientation technique of aligned D–Q reference frame for controlling doubly-fed induction generators

　　

摘要

双馈感应发电机的控制需要将d–q参考坐标系定位在特定位置。d轴需与电网电压矢量保持一致。通常，人们会使用锁相环方案来确定电压矢量的位置。然而，如果由于频率变化或相位角偏差导致电压矢量的旋转速度出现波动，锁相环就会产生不稳定的输出，从而影响控制性能，尤其是当锁相环的增益未能精确调整时。本文提出了一种新的定位方法，旨在证明其在频率和相位角偏差条件下的有效性与可靠性。该控制方法无需依赖锁相环方案。为验证所提出的定位方案，研究人员搭建了一个小型双馈感应发电机系统的完整实验测试平台，利用两块德州仪器的dSPACE DS1104和DS1102芯片分别控制转子侧变换器和电网侧变换器。通过对所提出的定位方法以及双馈感应发电机的整体控制效果进行评估，并考察系统在不同运行条件下的性能，以确保无功功率和有功功率能够独立控制。实验结果表明，无需锁相环，所提出的定位技术仍能在频率和相位角偏差条件下实现稳定且有效的控制。此外，本文还对比了所提定位方法与锁相环方法的性能，进一步验证了该定位方案的优越性。