直驱永磁风力发电系统箝位式三电平变流器的控制和仿真

研究了基于永磁同步发电机的直驱式风力发电系统中PWM背靠背双三电平全功率变流器的运行特性,详细介绍了发电机侧和电网侧PWM变流器的运行状态,在数学模型的基础上给出了具体的控制策略。仿真结果表明系统能够在不同风速下发电机侧输出电流近似正弦谐波含量少,系统能够稳定运行;电网侧输出的有功和无功电流完全独立可调,直流侧电压稳定,并网电流质量较高。     

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。     

永磁直驱风电系统电机侧变流器的研制

使用永磁同步发电机的直驱型风力发电系统目前的发展很快,采用背靠背变流器作为直驱风电系统全功率变流器具有优良的性能,受到了广泛关注。对背靠背全功率变流器中电机侧变流器的工作原理和PMSG的控制策略进行了详细说明,对其稳态和动态性能进行了仿真分析。构建了实验系统,实现了电机侧变流器对发电机的矢量控制,能够方便地实现发电和电动状态运行。仿真和实验结果表明,采用PWM变流器作为永磁直驱风电系统电机侧变流器,可以实现对PMSG的优良控制,并为向电网输送优质的电能提供保证。     

基于双PWM 变流器的风力发电系统控制策略仿真研究

风力发电系统是一个复杂的能量转换系统,为了保证系统安全稳定运行,对风力发电系统进行有效控制是 必不可少的.针对永磁直驱风力发电系统,采用功率外环和电流内环的机侧变流器控制策略,采用电压外环和电流内 环的网侧变流器控制策略.为了达到对最大功率点(MPPT)的跟踪控制,运用变步长爬山搜索法.建立了基于该控 制策略的永磁直驱风力发电系统MATLAB仿真模型,在该控制策略下,随着最大功率点的变化,风力发电系统始终 能安全稳定运行,仿真结果验证了该控制策略的正确性.     

并网型直驱式永磁同步风力发电系统暂态特性仿真分析

为了研究并网的大容量直驱式永磁风力发电系统的暂态特性,基于Matlab建立了风速、风轮机、直驱式永磁同步发电机的模型;研究了直驱式风力发电系统全功率双脉宽调制变流器的控制策略及桨距角控制系统。以含风电场的简化电网为例研究了风电场接入电网后,电网电压降落及风电场附近母线发生单相短路、三相短路接地故障时,直驱式永磁风力发电系统的暂态特性;仿真结果表明电网故障时,直驱式永磁风力发电系统可以进行无功功率控制,对电网电压的恢复有积极作用,不向短路点提供短路电流,确保风电系统连续运行,提高了电力系统的安全稳定性。     

直驱永磁风力发电系统的建模与稳定控制

针对直驱永磁风力发电系统,建立包括风速、风力机、永磁同步发电机以及变流器的整体数学模型;提出以风速作为输入信号,以控制变流器并网电流为实现手段的最大风能获取控制算法;在逆变控制中,采用dq同步旋转坐标下的矢量控制方法,建立引入电流反馈的直接电流控制策略,实现了风力发电系统的有功和无功的解耦控制。运用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC建立了直驱永磁风力发电系统的仿真模型,对常风速、阵风以及系统故障时机组的运行情况进行了仿真分析,结果验证了所提出最大风能获取的控制原理的正确性,验证了直驱永磁同步发电系统在电网故障时良好的低电压穿越能力。     

永磁直驱风电系统的低电压穿越控制策略

为了提高直驱式永磁同步风力发电机(D-PMSG)低电压穿越能力,在分析D-PMSG和全功率变流器数学模型的基础上,采用了一种改进的变流器控制策略,将发电机等效为电网,用机侧变流器控制直流母线电压和定子电压稳定,网侧变流器控制有功功率和无功功率。该策略使系统能在电网电压跌落故障时,保持母线电压稳定、抑制2倍工频振荡,控制网侧电流快速恢复稳定,大大提高了风力发电系统的安全稳定性。实验验证了该策略的可行性和优越性。     

直驱永磁同步风电系统低电压穿越控制策略

分析电网电压跌落时全功率变流器直流母线的功率流动特性,提出将网侧变流器的额定电流及电网电压引入机侧变流器参考功率计算中,根据网侧变流器能够实时处理的有功功率容量来限制发电机输出的有功功率,降低因限制直驱永磁同步风力发电机出力而导致的风轮机的转速上升幅度。在Matlab/Simulink中构建直驱永磁同步风力发电模型进行仿真,仿真结果证明控制策略的可行性。     

电网电压不平衡时全功率风电并网变流器的控制策略

电网电压不平衡条件下,电压负序分量将导致直驱式永磁同步风电机组(permanent magnet synchronous generator,PMSG)全功率并网变流器的直流侧电压出现2倍电网频率的谐波,长期处于此工况下将显著影响直流侧电容的使用寿命,危及机组的稳定运行。建立了电网侧变流器的数学模型,在计及并网阻抗对有功功率影响的基础上,提出了一种以增强直流侧电压稳定性为目标的控制策略。其中,电网侧变流器正负序电流指令通过保证直流侧电容及并网电抗器之间无2倍频振荡的有功功率流得到,指令的计算无需求解复杂的高阶矩阵,也没有引入更多的变量。由直驱式永磁同步风电机组的仿真结果验证了所提出的电压控制策略的有效性。与传统的平衡控制策略相比,这种控制策略能在实现直流侧电压稳定控制的同时,使输出至电网的有功功率2倍频波动得到有效抑制,提高了该型机组不平衡电网电压条件下不间断安全稳定运行能力。     

直驱式永磁同步风电机组最大功率跟踪控制

以直驱式永磁风力发电系统为主要研究对象,在直驱永磁同步风力发电机（DDPMG）的运行特性基本原理基础上,建立包括风速、风力机、直驱式永磁同步发电机及机侧变换器在内的整个系统的数学模型。应用转子磁链定向的方法,对系统进行最大功率跟踪控制策略的研究,运用Matlab/Simulink建立了直驱永磁同步发电系统仿真模型,对渐变风速时的机组运行情况进行了仿真,结果验证了所建模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。     

交-交矩阵变换器驱动下的PMSM矢量控制

给出永磁同步电动机的数学模型,并设计基于电流跟踪控制的交-交矩阵变换器.在上述研究的基础上,搭建了交交矩阵变换器驱动下的PMSM矢量控制系统Simulink仿真模型,验证了基于电流跟踪的交-交矩阵变换器驱动下实现PMSM矢量控制的可行性.     

基于PMSM五阶CKF无传感器控制的EPS仿真研究

针对PMSM转子位置和转速估计精度不足的问题,提出了一种基于五阶CKF算法的PMSM无传感器控制方法,并将其应用于EPS系统的助力控制中。首先,建立了基于PMSM的EPS系统离散数学模型;其次,介绍了基于五阶球面-容积方法,推导了五阶CKF算法,并基于五阶CKF算法实现了对PMSM转子位置和转速的精确估计;最后,将基于五阶CKF算法的PMSM无传感器控制应用于EPS系统之中,构建了基于五阶CKF算法的PMSM无传感器控制的EPS助力控制系统。通过Carsim/Simulink联合仿真,对提出的控制算法进行了验证,结果表明该算法能够改善EPS系统的助力控制效果。     

大功率永磁同步电机发电运行状态下的单位功率因素控制研究

研究了永磁同步电机PWM变流器的运行特性,详细介绍了PWM变流器的运行状态。在PMSG-PWM相量图和数学模型的基础上,针对变流器单位功率因数制策略,理论分析并推导了永磁同步电机发电的稳态运行特性,总结了永磁同步电机发电运行时的定子相电压、相电流、功率因数和极限功率的变化规律。在MATLAB/Simulink平台上基于同一样机建立了高功率因素控制策略的仿真模型并进行了动态仿真,分析了控制策略的基波性能和谐波影响。仿真结果验证了控制策略的可行性及理论分析的正确性。对永磁同步电机的发电运行控制有一定的理论意义和工程价值。     

基于三电平变流器的PMSM无速度传感器控制研究

随着海上风电的快速发展,大功率永磁同步电机的应用越来越多,采用三电平变流器的中压系统因其更低的谐波和更好的控制效果得到了广泛应用。本文介绍了一种基于60°坐标系三电平变流器的SVPWM实现方法,该方法可以省去复杂的三角函数运算,易于工程实现,且控制效果良好;在此基础上介绍了采用模型参考自适应方法实现的永磁同步电机的无速度传感器控制方案,此辨识方法控制原理简单,系统的动态特性好。通过搭建系统的仿真模型,证明了采用60°坐标系的SVPWM方法的正确性和有效性,并验证了基于模型参考自适应的矢量控制方案的控制效果,可以准确获取电机转速和转子位置角信息,并且在突加突减负载的条件下,系统都可以稳定运行,动态特性良好。     

电容电感参数对DFIG网侧变换器性能的影响研究

当双馈风力发电机组受到外界扰动时,网侧变换器控制器的电感和支撑电容直接关系到系统的稳定性和快速响应能力。以双馈异步发电机的网侧变换器为研究对象,对基于电网电压矢量定向的双闭环控制策略进行了研究。首先对网侧变换器进行了数学建模,在基于电网电压矢量控制策略前提下给出了电容、电感参数大致选取范围,并通过在Simulink环境下搭建仿真模型,研究了电容、电感参数对系统响应的快速性、准确性、稳定性的影响规律。     

基于双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统

结合永磁同步电机磁场定向控制的特点,将矩阵变换器用于永磁同步电机的调速系统,实现永磁电机的交交直接控制并且达到近似单位功率因数.首先阐述矩阵变换器双空间矢量调制的原理,输入侧采用电流空间矢量,输出侧采用电压空间矢量构建了矩阵变换器-永磁同步电机矢量控制系统;然后为了降低转矩脉动,加入电流补偿环节,文中给出了补偿环节的设计方法.原理样机试验结果表明,采用双空间矢量调制的矩阵变换器-永磁同步电机系统不仅达到了良好的控制效果与较好的网侧性能,而且电流补偿环节也是确实有效的.     

永磁同步电机单位功率因数控制

为了实现永磁同步电机调速系统的高性能控制,提出了一种基于定子磁场定向的内埋式永磁同步电机单位功率因数控制方法.在对内埋式永磁同步电机数学模型进行分析的基础上,推导得到单位功率因数控制的电机功角表达式.设定定子电流矢量与定子电压矢量相位相同,通过计算得到的功角和转子位置角进行坐标变换,保证电机按照单位功率因数运行.稳态分析表明该控制方法具有效率高,动态性能好等特点.利用Matlab/Simulink仿真软件搭建系统仿真模型,仿真实验结果验证了该控制方法的有效性与可行性.     

矩阵变换器供电的永磁同步电动机矢量控制系统研究

基于矩阵变换器的优越电气性能结合矢量控制技术,深入研究采用矩阵变换器电流滞环PWM控制策略实现永磁同步电动机转子磁场定向矢量控制系统。采用Matlab仿真软件建立仿真模型并对其进行仿真,给出了主要的仿真波形。仿真结果表明矩阵变换器供电的永磁同步电动机矢量控制传动系统性能良好,而且克服了传统变换器中网侧输入电流波形差以及功率因数不高的缺点。     

EPS永磁同步电动机的控制研究与仿真分析

介绍了电动助力转向系统(EPS)的结构和工作原理,阐述了系统对助力电动机的性能要求。在分析永磁同步电动机(PMSM)控制原理的基础上,建立了EPS永磁步电动机控制系统的仿真模型,并进行了仿真分析。仿真结果验证了系统的可行性、高可靠性以及控制方法的有效性,为EPS系统的设计提供了新的思路。     

基于单神经元控制器的永磁同步电机矢量控制仿真

在永磁同步电机状态方程和单神经元控制器数学模型的基础上，提出基于Matlab／Simulink的永磁同步电机和神经元控制器S函数仿真模型。并将仿真模型应用到矢量控制系统中，以代替传统的基于PID控制器的矢量控制系统。在Hebb和Delta学习算法的基础上，应用增量式的神经元控制算法实现神经元控制器的参数优化和自动调整功能并提高学习能力和自适应性。仿真结果表明了基于S函数的永磁同步电机仿真模型的可行性和采用神经元控制器的永磁同步电机矢量控制系统具有较强的自适应性和鲁棒性。