基于DSP與FPGA的雙饋式風電變流器控制系統

4．1 轉子側變流器控制
轉子側變流器目標是有功功率和無功功率解耦控制，并為發電機轉子側提供勵磁，以實現定子側的恒頻輸出。為實現DFIG的功率解耦控制，列出DFIG有功、無功功率：Ps=udsids+uqsiqs，Qs=uqsids-udsiqs。采用基于定子磁場定向的矢量控制策略并忽略工頻下的DFIG定子電阻，可簡化為：
Ps=-u1iqs，Qs=-u1ids (1)
由上式可知，DFIG輸出有功功率Ps與定子電流的轉矩分量iqs成正比，無功功率Qs與勵磁分量ids成正比。因為Ps和Qs的調節是通過DFIG轉子側電壓型變流器實現的，推導出轉子電壓與iqs，ids之間的關系如下：

udr’，uqr’為實現轉子電壓、電流解耦控制的解耦項；△udr，△uqr為消除轉子電壓、電流交叉耦合的補償項。將轉子電壓分解為解耦項和補償項，既簡化了控制，又能保證控制精度和動態響應的快速性。構建轉子側PWM變流器控制系統見圖4。

在轉子側變流器控制中，通過檢測定子兩相電壓得到定子磁通角，并進行定子磁鏈計算。通過光電編碼器得到轉子速度，積分可得轉子初始位置角度。定子電壓頻率減去轉子轉速頻率可得轉差頻率。在轉速功率雙閉環控制中，根據主控無功給定，計算出d軸電流指令，使定子側運行在指定的功率因數；根據主控的轉矩給定和實際的磁鏈可推導出q軸電流指令，以此來調節電機轉速。將得到的d，q軸電流值加上各自的耦合項反變換到兩相靜止坐標系下，作為SVPWM的輸入值來控制轉子側變流器。