我们上一篇已经介绍过直驱永磁同步风力发电机的相关情况，并且也介绍了一种常用的电路拓扑的仿真模型，本次介绍一下最常见、应用最广的拓扑——背靠背拓扑，结构如下图所示：

仿真模型

鉴于第一篇已经进行了相关的说明，因此，本次直接进行模型的相关介绍。整体模型如下图所示，直驱风机通过背靠背变流器接到交流电网，交流电网为35KV，通过变压器降到690V后，与风机网侧变流器相连。实际风机结构更为复杂，仿真为方便(其实是水平有限)，省去机械传动部分，只进行变流器的控制部分仿真。

整体模型部分电气参数如下表所示：

控制部分

网侧控制

直驱风机并网控制部分分为网侧换流器控制和电机侧换流器控制。网控制采用基于dq解耦的双闭环控制，控制框图如下图所示，控制外环为直流电压环，内环为对应dq轴电流环。外环逆变侧直流电压与给直流电压进行比较，误差经过PI，作为内环d轴电流环参考值id_ref，id_ref与d轴电流实际值id进行比较，经过PI，得到Ud，电流环q轴参考值iq_ref与实际值iq进行比较，经过PI，得到Uq，同时为使并网效率最高，一般iq_ref给定为0。总之，网侧控制基本所有的都是一个套路，前边已经说过几次了。

网侧换流器控制

具体模型实现如下

双闭环控制模型实现

直流电压环

内环电流环

机侧控制

机侧控制主要是对电机的控制，一般跟电机调速是类似的道理，机侧根据转子磁场定向也可以分解到dq坐标系下进行控制。通过dq旋转坐标变换,实现转矩电流iq(有功)和励磁电流id(无功)的解耦控制，在实际控制中一般将id的参考值设置为0。iq的参考值由控制外环经过PI得到，外环可以是功率环可以是转速环也可以是转矩环，外环的参考值一般是由上级主控制器给出(仿真中直接人为设定)。

机侧控制结构框图

机侧控制模型实现

仿真结果

仿真模型设置电机侧有功功率给定值为2.1MW，直流侧电压1100V，网侧、机侧换流器开关频率5KHz。仿真结果如下：

并网点电压、电流

并网处有功、无功

直流侧电压

电机侧功率、机械转矩

通过上述结果可以看出，风机并网功率稳定在2MW，电压恒定为1100V，整体控制效果良好。

-END-

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