3.1 数学模型

DFIG风力发电系统主要采用的是双直流电机变频器做励磁系统，网侧变换器指的是和电网相连的部分，和DFIG的转子相连的部分称作转子侧变换器，两种变换器之间用直流环节分开，控制相对独立所以可以分别的进行分析研究。这种网侧变换器可以实现双向的流动具有良好的输入输出性能并且技术成熟，所以成为当前DFIG风力发电系统主流的频率控制策略。

网侧变换器也分为两种控制方式：矢量控制和直接功率控制。其中矢量控制对电流精度的要求比较高却跟踪性好，缺点是矢量控制需要同步速的坐标变换，所以它的控制结构相对比较复杂。直接功率控制的控制结构简单，动态性能比较好，所以受到了广泛的关注。但传统的基于查询表的直接功率控制的开关频率不稳定所以会产生不固定的电流的谐波，这种谐波的产生导致了电流滤波器的设计工作，并且有功和武功的脉动会比较大。所以本文提出了一种假如电压空间矢量的调制技术，这种技术中主要利用同步速坐标来实现固定的开关频率并且有效地抑制了功率脉冲的产生。

网侧变换器采用的是三相两电平的PWM变换器构成，这种变换器的主要特点是可以实现双向的流动。工作原理是：当DFIG在亚同步的速度下工作时，网侧变换器就会处于整流的状态，能量会从三相的交流的电网中直接汇入直流环节。当发电机系统的工作速度超过同步的时速时，网侧变换器会处于你变的工作状态，能量会从直流环节汇入到三相交流网络中。

3.2 网侧变换器直接功率控制

基于查询开关表的频率控制

这种基于查询开关表的方式是基于离线计算开关表和置换调节器组成的。主要的实现方式是通过计算功率之间的误差和扇区信号来对不同的交流电压的矢量进行选择，进而来获得开关表的信号。

预测直接功率控制

预测直接功率控制指的是在一个控制的周期内，可以选择多个电压空间矢量，再根据无功功率、有功的误差来确定选择合适的矢量，合理的安排时间，最后获得变换器运行的开关信号。

基于滑模变结构的直接功率控制

基于滑模变结构的直接功率控制主要原理是：吧滑模控制器和直接功率控制策略相结合，实现了固定的开关的频率，这种方式的优点是降

低了无功和有功功率的乱扰现象[3]。

滑模变结构的特性是：会使系统沿着特定的状态轨迹做高频率小幅度的上下的运动。滑模变结构控制器的设计主要根据的是滑模的存在性条件和系统在正常情况下工作的动态品质的要求来设计的。系统主要通过切换函数S的符号进行判断，进而不断切换控制的变量来改系统的整体结构状态，追中是系统在实现设计好的状态下正常的运行。

4.结束

丰富的风能，使风力发电技术日趋成熟，发电成本逐渐下降。风力发电的级别从单级变为多级，领域从陆地向海洋不断拓展。变速恒频双馈风力发电系统采用网侧变换器直接功率控制策略对发电机的功率进行控制，实现了风能的最大捕获，提高了风力发电系统风能的利用效率，保证系统稳定可靠地运行。本文对风力发电技术和频率控制的研究具有一定的意义和价值。

参考文献:

[1]王志新，李响，艾芊.海上风电柔性直流输电及变流器技术研究[J].电力学报，2007，22(4)：413-417.

[2]郭晓明.电网异常条件下双馈异步风力发电机的直接功率控制[D].浙江杭州，浙江大学，2008：52-62.

[3]李晶，王伟胜，宋家弊.变速恒频风力发电机组的建模与仿真 [J].电网技术，2003，27( 9)：14- 17.