变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机的控制技术

为改善开绕组永磁同步发电机控制系统的复杂性,本文提出一种不控整流器与可控变流器集成的新型拓扑结构及其优化控制策略。通过建立开绕组永磁同步发电机数学模型,深入分析了变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机系统的电压空间矢量分配机制。通过分析电流矢量对不控整流器交流侧电压矢量的影响,研究了两侧直流母线电压相同情况下的系统电压空间矢量调制范围,并根据最大线性调制度的要求确定了单位功率因数控制作为所研系统的最优控制策略。最后,通过搭建开绕组永磁同步发电机实验平台,验证了所提出控制策略的正确性和可行性。     

开绕组永磁同步发电机的容错控制

为实现开绕组永磁同步发电机(PMSG)在变流器故障下的容错运行,本文通过分析开绕组PMSG系统变流器存在的故障类型,建立容错故障状态下开绕组PMSG的数学模型,通过研究不同故障状态下两个变流器的电压矢量分布,给出了开绕组PMSG变流器容错运行所需的电压空间矢量分配机制,进而提出每种故障状态下的开绕组PMSG控制策略。最后通过搭建的开绕组永磁电机实验平台,验证了所提出容错运行方案的可行性。     

多通道三电平风力发电系统协同控制策略研究

该文研究多通道二极管钳位型三电平风力发电系统控制策略,包括系统正常运行时电机侧和电网侧协同控制及电机绕组、器件故障时的容错运行方法。电机侧采用多相永磁同步发电机,设计基于最优转矩控制和空间矢量解耦的发电机矢量控制策略,提出解耦分组型多相三电平变流器空间矢量调制策略,在转矩产生平面采用前馈补偿电压控制方法消除耦合项,在谐波平面采用闭环比例谐振控制器,补偿电机参数不对称和反电动势引起的谐波电流。电网侧采用多通道三电平变流器并联结构,设计基于无功功率控制、直流侧电容电压控制的控制策略及基于零序电压注入的并联变流器环流抑制策略。此外,论文讨论多通道三电平风力发电系统故障状态下的容错运行方法。通过实验对提出的控制策略的有效性进行验证。     

基于三电平变流器的单边可控开绕组永磁同步发电机系统控制技术

为改善变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)的运行性能,提出了三电平中点钳位式(neutral point clamped,NPC)变流器和二极管整流桥集成供电的单边可控开绕组PMSG系统拓扑结构。通过建立开绕组PMSG数学模型,研究了基于三电平变流器的单边可控开绕组PMSG系统控制策略,并结合三电平变流器的中点电压(neutral point potential,NPP)波动机制,分析了在此结构下三电平变流器关于调制度范围和功率因数角范围的运行性能。最后,通过实验验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

永磁直驱风电变流器控制策略及仿真研究

根据矢量控制原理提出了机侧和网侧PWM变流器的控制策略,分析了永磁直驱风电系统双PWM变流器的电路结构及其工作原理,建立了永磁直驱风电系统中包括风力机、传动系统、永磁同步发电机、双PWM变流器等各部分的数学模型;在MATLAB/SIMULINK仿真环境中建立了永磁直驱风电系统的仿真模型并进行了动态仿真。仿真结果表明:采用双PWM变流器的永磁直驱风电系统具有优良的动、静态性能,可以良好的控制永磁同步发电机,最终输入电网的电压、电流波形接近正弦且谐波含量小。验证了系统仿真模型的正确性和所提出双PWM变流器控制策略的有效性。     

结合MRAC和PLL的半直驱型风力发电系统的无速度传感器控制

为简化系统结构、提高系统可靠性,研究了半直驱型风力发电系统(MT WTGS)的无速度传感器控制策略。建立了包括风力机、机械传动链、永磁同步发电机在内的MT WTGS机侧部分数学模型。针对速度传感器故障率高、易受干扰等问题,提出了结合模型参考自适应控制(MRAC)和锁相环(PLL)的无速度传感器控制策略;该控制策略利用模型参考自适应系统来估计发电机的转速和转子位置,利用锁相环来估计发电机转子的初始位置。仿真和实验结果表明,该控制策略能够快速准确地估计永磁同步发电机的转速和转子位置,实现了永磁同步发电机的无速度传感器矢量控制,具有与采用常规速度测量手段的控制技术相媲美的控制效果。     

双三电平永磁直驱风力发电系统控制策略研究

为满足变流器容量需求并获取较低的电流谐波指标,降低开关损耗,达到良好的并网要求,直驱式风力发电系统采用永磁同步发电机(PMSG)和双三电平变流器相结合的拓扑结构.基于PMSG d,q坐标系下的数学模型,机侧变换器运用简化的空间矢量脉宽调制技术并结合PMSG的最大转矩电流比控制策略,充分利用凸极效应,提高系统运行效率,网...     

高速永磁同步风电机组建模及其控制策略

为分析高速永磁同步风电机组的并网运行特性,建立了包括永磁同步发电机、双PWM变流器和电网电压跌落的风电系统模型。分析了其实现最大风能跟踪、低电压穿越的过程,建立了机侧、网侧变流器的矢量控制模型。运用MATLAB/Simulink建立了2MW机组仿真模型,对风速变化和电压跌落时机组运行状况进行了仿真,结果验证了模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。     

一种复合转子无刷双馈风力发电机直接功率控制研究

无刷双馈发电机无电刷和集电环,具有免维护而可靠性高、变流器容量小等优点,极有可能竞争目前风电系统中普遍使用的传统有刷双馈感应发电机和永磁同步发电机。针对新型复合转子结构无刷双馈风力发电机功率绕组有功和无功功率的控制需求,按照控制绕组磁链所在扇区,采用查表方式确定控制绕组机侧变流器的电压空间矢量,进而对其最大功率跟踪及单位功率因数等进行有效的直接功率控制。通过对比8/4极25kW样机测试系统的仿真与实验结果,证明了所提复合转子无刷双馈风力发电机直接功率控制的正确性、可靠性和有效性。     

双馈电机直流并网系统无位置传感器运行策略

为精简双馈感应发电机直流并网系统结构,在采用双变流器直流并网的基础上,进一步研究双馈电机无位置传感器控制策略。针对定子电压的非正弦性,定子侧变流器和转子侧变流器通过间接气隙磁链定向控制。为降低无位置传感器运行的参数依赖性,采用基于气隙磁链的模型参考自适应控制策略。以双馈电机数学模型为基础,采用小信号的分析方法,分析了无位置传感器策略的稳定性和对双馈电机参数变化的鲁棒性。最后构建了双馈风力发电机直流并网系统实验平台,对所提控制策略的正确性与可行性进行了实验验证。