直驱型变速恒频风力发电系统建模及仿真分析

在PSCAD/EMTDC中建立了包含风速、风力机、直驱同步发电机、轴系扭振模块、变流器及其控制部分的并网直驱变速恒频风力发电系统模型,提出了基于最大风能跟踪控制结合变桨距控制的策略,研究了在变风速输入和网侧出现单相短路故障时直驱型变速恒频风力发电系统的动念响应特性,仿真结果表明了并网直驱风力发电系统模型及其控制策略的正确性和可行性.     

双馈调速技术在变速恒频风力发电系统中的应用

本文以双馈调速技术为重点,介绍了在变速恒频风力发电系统中可采用的交流调速技术。根据双馈电机的数学模型,在计算机数字仿真的基础上,分别讨论了并网及单机运行时双馈式变速恒频风力发电系统的控制机理与机电能量传输关系。文中还对比分析了可能采用的各种变流器线路的优缺点。     

直驱永磁电机与双馈发电机的研究现状与发展前景

主要讲述了风力发电技术的现状和发展,列举了变速恒频风电技术,分析了直驱永磁发电机和双馈发电机国内外研究现状和发展趋势,指出直驱发电机和无刷双馈发电机具有传统同步发电机无法比拟的优越性,其结构更简单,可靠性高,具有广泛的应用前景。     

直驱式风力发电系统并网变流器研究

直驱永磁风力发电系统中,变流器是将发电机所发的电能输送至电网的设备.建立了永磁直驱风力发电系统并网变流器数学模型,在同步旋转坐标系下,将输入功率因数改善到单位功因.同时,在三相全桥全控型直流-交流变流器电网并网下,提出了交-直轴电流闭回路控制,使永磁式同步发电机向电网提供电能.利用MATLAB/Simulink建模仿真,仿真表明设计的交-直轴电流闭回路控制,发电机能向电网稳定输送功率,其并网电流和电网电压同相位,并实现单位功率因数传递电能,验证了控制系统的可行性与有效性.     

变速恒频双馈风力发电机的矢量控制研究

变速恒频风力发电已成为并网风电机组发展的趋势.分析了变速恒频双馈发电机组的结构,研究了能实现最大风能捕获和有功、无功功率解耦控制的双馈发电机的定子磁链定向矢量控制策略,并通过仿真验证了该控制策略的正确性、可行性,为后续的研究工作奠定了基础.     

永磁外转子风力发电机的逆变并网特性

为了提高风力发电机并网运行性能,提出一种符合大功率直驱并网永磁风力发电机要求的变流器电路拓扑结构.针对现有永磁直驱风力发电系统并网方案,设计了不可控整流、升压斩波、正弦脉宽调制SPWM逆变电路的控制方案,并对电路中升压斩波电路和SPWM逆变控制系统结构进行了重点分析.采用Matlab/Simulink软件进行系统并网仿真,结果表明,该控制方法可满足风力发电机运行的需要,证明了该方法的可行性和正确性.     

双馈异步风力发电机矢量控制研究

根据交流励磁变速恒频风力发电系统的运行特性,将矢量控制技术应用于双馈异步风力发电机的控制.机侧变流器采用定子磁链定向矢量控制,网侧变流器采用电网电压定向矢量控制,2个控制器共同作用,其工作状态根据双馈异步风力发电机的运行状态自由切换.试验结果表明:本控制方法能实现功率的双向流动,保证了双馈异步风力发电机稳定的并网运行.     

大型变速风力发电机组总体设计中的几个问题探讨

针对大型变速风力发电机组总体设计中的几个关键技术问题进行了探讨，研究了机组的概念设计，在对几种驱动链结构机型进行对比的基础上，重点分析了目前国际市场上已商业化的基本驱动链结构和单永磁发电机直驱结构的风力发电机组的技术优势.以国家863“兆瓦级变速恒频风电机组”研制成果SUT-1000型机组为例，研究了发电成本估算问题及成本估算模型，提出了利用发电机成本模型优化风力发电机组设计参数的优化方法，并以发电成本最小为参数优化设计目标，对兆瓦级变速恒频风电机组的风轮直径进行优化设计，取得了较好的设计效果.     

Crowbar电路在低电压穿越技术中的研究

电力系统风电并网中,风机需要具备低电压穿越性能,即电网电压波动时风机可以不脱离运行并向电网回馈能量,通过对三电平整流器的SVPWM的控制算法、二极管钳位型三电平变流器和电网跌落对风电变流器的影响三方面的研究,针对大功率直驱变流器提出一种基于耗能型的Crowbar电路,相比于传统保护电路和控制策略,所提出的方案增加了制动单元,并设计了其中开关管的控制方法,来实现低电压穿越的能力,并通过1.5MW的直驱风电机组及并网变流器构成并网系统验证设计的合理性.     

风电机组的机械液压混合传动技术

针对传统风电机组具有齿轮箱故障率高、变流器技术复杂及谐波干扰等问题,提出基于机械液压混合传动的风力发电机组.通过理论分析系统的传动特性,建立该风力发电机组的动态模型,给出基于该传动方式的变速恒频(VSCF)控制方法.以1.5 MW并网风电机组为例,利用AMESim 与MATLAB/simulink软件对机组运行工况进行联合仿真分析.仿真结果验证了理论分析的正确性,表明提出的机械液压混合传动式风力发电系统具有变速恒频控制方法简单、载荷冲击小、功率稳定性好、传动效率较高、电网友好性好等特点.     

直驱风电系统低电压运行特性研究

针对永磁直驱风电系统,分析了机侧和网侧变流器的控制策略。为增强风电系统低电压穿越的能力,提出一种网侧变流器运行于无功优先输出模式的控制策略。在电网电压跌落时,风电机组可依据国网公司并网技术规范要求的电网的无功电流需求以及电网电压的跌落深度迅速向电网提供无功支撑,提升电网电压。仿真结果表明该控制策略可有效提高永磁直驱风电系统的低电压穿越能力。     

基于爬山法的风电最大功率点跟踪控制的仿真研究

风力发电作为绿色能源的一种,近年来发展迅猛,基于永磁同步电机的风力发电系统由于诸多优点将是未来风电发展的趋势。论述了基于永磁同步电机的风力发电系统,使用Matlab／Simulink软件,利用实际的风速,对该系统及基于爬山法的最大功率点跟踪控制进行了仿真研究,并给出了仿真结果。结果表明该方法不仅简单,而且具有较高的风能利用效率、快速跟踪性和稳定性。     

电压暂降过程中的双馈风力发电机无功功率调节能力

西班牙风力发电容量日益增加,已迫使输电系统运营机构（TSO）对电压骤降期间风力发电机无功出力提出新的要求．在稳态运行条件下,双馈风力发电机方便调节无功功率;但在电压暂降过程中,难于提供足够的无功功率．论文仿真分析了双馈风力发电机的无功出力,考虑保护系统和电网侧换流器共同作用,以满足无功平衡要求;故障瞬间,Crowbar电阻及其连接时间对无功平衡影响大,而电网侧换流器充当STATCOM作用,有助于改善电压波形,以实现转子侧换流器的重接．     

电网电压不平衡情况下双馈风力发电变流器控制

针对电网电压三相不平衡情况下双馈风力发电系统输出功率二倍频谐波分量带来的安全稳定问题,提出了一种以消除二倍频谐波分量为控制目标的正负序双闭环电流控制策略.建立了双馈风力发电系统网侧变流器不平衡条件下的数学模型,进而分析了二倍频谐波分量产生的机理,采用四分之一周期延时方法对正负序分量进行分离,且正负序电流单独参与运算控制来抵消功率二倍频分量.在Matlab/Simulink软件上建立了仿真系统,仿真结果表明了理论分析的正确性和提出控制策略的有效性.     

一种新型风光互补发电有源并网补偿技术

针对风力和太阳能发电系统,提出了一种基于统一电能质量调节器（UPQC）的新型风光互补发电并网补偿器。该补偿器以太阳能光伏电池发出的直流电作为补偿能源,以Delta变换器作为功率电路,实现并网和对风力发电能源补偿的双重功能。仿真实验结果表明,UPQC能够实现对风光互补发电的并网补偿功能,同时也说明了关于UPQC的控制方法设计是正确的。     

直驱式风力发电系统的仿真研究

对直驱式风力发电系统进行了相关研究,详细分析了风力发电系统中变换器模型,该系统由永磁直流电动机-发电机组、高功率因数整流器、全功率逆变器、滤波电路等组成,用直流电动机的端电压随时间变换引起的电机转速变化来模拟工程现场的风速变化,利用saber软件建立了整个仿真系统,并分析了整个系统中变换器的控制方式,仿真结果表明系统能够在不同风速下稳定运行,系统输出的电压近似正弦,谐波含量小,电能质量较高,同时也证明了系统模型的正确性和控制方式的有效性。     

甘肃酒泉大型集群风电有功智能控制系统的开发

分析中国风电调度运行问题、风电出力特性、风电场有功控制现状,提出大型集群风电有功智能控制系统的控制策略,介绍大型集群风电有功智能控制系统的配置、功能、控制策略原则以及控制方法.该控制系统已经投入现场运行并取得了很好的控制效果,各风电场发电量得到了普遍提高,既保证了风能这一绿色能源得到有效开发和充分利用,又保证了电网安全...     

基于磁场定向的永磁同步发电机功率控制

在介绍永磁同步发电机（PMSG）数学模型和矢量控制理论的基础上,将传统的永磁同步电动机的矢量控制方法运用到发电机中来．在大功率永磁直驱风力发电变流器研究过程中采用该方法进行了实验研究,通过仿真实验验证了该方案的可行性．     

基于改进萤火虫算法的含风电系统环境经济调度

人们对环境保护意识的提高以及风电渗透率的不断攀升,使得电力部门对含风电系统的调度提出更高要求。为了在降低碳排放量及促进风电消纳的同时将发电成本控制在最低,该文建立考虑环境与经济指标的含风电系统环境经济调度模型,模型中的目标函数考虑火力发电成本、旋转备用成本、碳排放权交易成本、风力发电成本及弃风惩罚成本。针对传统萤火虫算法寻优过程中易出现的振荡问题,该文提出一种变步长萤火虫算法对模型进行求解。结合修改后的IEEE 39节点算例进行仿真分析,仿真结果验证了所提模型的可行性以及变步长萤火虫算法求解此类问题的有效性。