2.5.2  转子侧变流器建模

对于转子侧变流器，其开关动作过程与电网侧变流器相同，因此本节主要研究其控制系统模型。转子侧变流器的主要作用有两个：一是为双馈感应发电机的转子提供励磁电流分量，以调节发电机定子侧发出的无功功率；二是通过控制双馈感应发电机转子电流转矩分量来控制风电机组转速（或定子侧发出的有功功率），使其能够跟踪风机的输入功率并且维持发电机端口电压恒定。

在以同步转速ω₀旋转的d-q-0坐标系下，采用定子磁链定向后，转子侧变流器控制原理框图如图2-7所示^[4]。其中，转子侧变流器控制系统模型如图2-8所示。转子侧变流器控制方程为

其中

式中，ω_s为转差电角速度。

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图2-7 d-q-0坐标系下基于d轴定子磁链定向的转子侧变流器控制原理框图

图2-8 转子侧变流器控制系统模型

根据控制系统模型，设中间变量x₁、x₂、x₃、x₄，则

转子侧变流器的控制方程还可写为

式中，ω₀为同步转速；K_P1和K_I1分别为有功功率控制的比例系数和积分系数；K_P2和K_I2分别为转子侧变流器电流控制的比例系数和积分系数；K_P3、K_P4和K_I3、K_I4分别为无功功率控制的比例系数和积分系数；P_ref和Q_ref分别为有功功率和无功功率的参考值；i_{rd_ref}和i_{rq_ref}分别为发电机转子电流d、q轴分量的参考值；i_rd和i_rq分别为发电机转子电流d、q轴分量；P_s和Q_s分别为发电机定子侧的有功功率和无功功率；L_m和L_r分别为发电机励磁电感和转子电感；u_rd、u_rq分别为转子电压在d、q轴的分量。