双馈发电机并网控制策略研究

探讨了双馈发电机并网过程运行原理，研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制策略，建立了双馈发电机并网过程的仿真模型，验证了双馈发电机并网控制策略的有效性与可行性。     

双馈风力发电机有功、无功的解耦控制研究

交流励磁发电机又称双馈感应发电机（DFIG）。通过调节发电机转子绕组励磁电流的频率、幅值和相位即可实现变速恒频运行。通过对交流励磁发电机动态数学模型的研究，提出了基于定子磁场定向的矢量控制策略。并进行了有功和无功功率独立调节的仿真实验，仿真结果验证了控制策略的正确性。     

直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略

以永磁体励磁多极直驱式同步风力发电机组(directly driven wind turbine with permanent magnet synchronous generators，D-PMSG)为对象，建立了包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型的D-PMSG数学模型，提出了风力机桨距角和发电机转速的控制策略：桨距角的控制策略中以风速和发电机功率为输入信号，采用比例–积分控制很好地反映了不同风速对桨距角控制的不同要求；发电机转速控制策略中采用dq同步旋转坐标下的矢量控制方法，用d轴电流控制无功功率，用q轴电流控制转速，既实现了机组的解耦控制，又充分利用了发电机容量。运用Matlab/Simulink建立了D-PMSG仿真模型，对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真，结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。     

电励磁双凸极风力发电机系统MPPT控制策略的对比

本文在分析电励磁双凸极风力发电机工作原理及其控制策略的基础上，针对定桨距风力机，运用叶尖速比法和功率信号反馈法，通过控制发电机励磁电流控制发电机的电磁转矩，调节机组转速，实现最大风能跟踪(MPPT)控制。为研究两种MPPT控制策略的效果，以阶跃风和随机风为例，对两种MPPT控制策略进行了仿真和实验研究，验证了控制策略的可行性与有效性。对两种控制策略进行了对比分析，比较得出功率信号反馈法优于叶尖速比法。     

并网双馈发电机电网电压定向励磁控制的研究

在分析并网双馈发电机传统矢量控制策略的基础上，提出了一种基于电网电压定向的励磁控制策略。该控制策略仅需要定子侧电流、电网电压和转子位置角信号，避免了矢量控制系统中对定、转子量测量精度、实时性和一致性的严格要求，使控制系统得到了简化。利用该文提出的控制策略对双馈发电机有功、无功和转速稳态调节特性及机端三相对地突然短路的过渡过程进行了仿真研究，结果表明该控制策略能实现双馈发电机有功、无功和转速的解耦控制及短路故障切除后其有功、无功和转速都能回到原来的设定值稳定运行。     

双馈风力发电机的频率控制策略研究

提出了双馈风电机组参加频率控制的2种控制策略，惯性控制策略和下降速率控制策略，建立了2种控制策略下的双馈机组的控制器模型。为充分发挥双馈发电机和常规发电机的快速功率调节能力，下降速率控制策略采用冲失滤波器提取频率变化的高频信号做为双馈发电机的频率输入信号，并对双馈机组的控制参数提出了基于ISE优化设计方法。建立了含风电机组的两区域AGC控制系统模式，进行了负荷扰动仿真，对2种控制策略下的系统动态性能进行了比较。仿真结果表明，基于下降速率的控制策略可以使双馈风电机组在频率调节中充分发挥有功调节作用。     

双馈风力发电机建模与仿真分析

以双馈风力发电机为研究对象，应用madab／simulink工具建立了包括风力机、传动部分、双馈感应发电机、定子磁链定向的矢量控制策略及并网部分整体模型，仿真结果表明所用控制策略得当，可以实现双馈风力发电机的功率解耦控制，双馈风力发电机组具有良好的运行特性，同时验证了所建模型的正确性和有效性。     

变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制

根据风力机的特性，探讨了追踪、捕获最大风能的办法。在分析双馈发电机数学模型和磁场定向矢量控制的基础上，提出了基于定子磁链定向控制的变速恒频风力发电机的有功、无功功率的解耦控制策略，详细的仿真验证了控制策略的正确性和可行性。     

大型水轮发电机调速控制器的自适应控制

针对大型水轮发电机调速控制器，提出了非线性自适应控制设计方法。首先．建立含有未知参数的非线性数学模型，其次通过递推设计方法得到了自适应控制策略，而且在策略中包含了对未知参数的动态估计，最后获得了水轮机调速器的自适应分散镇定控制策略。在控制策略中所有的变量都是可量测的，并且控制策略具有分散性和适应性。计算机仿真研究结果证明了水轮发电机调速控制器的自适应控制策略的有效性。     

电网对称故障时双馈感应发电机不脱网运行的励磁控制策略

提出了一种电网对称故障时保持双馈感应风力发电机不脱网运行的新型励磁控制策略。在导出的发电机基本电磁关系的基础上，分析了电网对称故障时发电机的暂态物理过程。为保证故障期间双馈感应发电机转子侧变频器安全运行，新的励磁控制策略针对故障过程中发电机内部电磁变量的暂态特点，控制发电机漏磁链以抵消定子磁链中的暂态直流分量对转子侧的影响。与此同时，利用定子侧电阻对发电机进行灭磁。研究中建立了30kW双馈感应发电机励磁控制实验系统及计算机时域仿真模型。实验证明所提出的励磁控制策略效果显著，同时也检验了仿真模型的精确性。     

双馈风电机组抑制电力系统低频振荡的鲁棒控制策略

针对大规模风电场接入电力系统面临的低频振荡问题,提出了一种双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)附加鲁棒控制策略,通过控制双馈风电机组的转子侧无功输出向系统注入无功功率以达到提升系统阻尼的目的。首先采用TLS-ESPRIT辨识算法辨识出系统模型,然后采用基于区域极点配置的鲁棒控制理论设计附加阻尼控制器。为对所提控制方法相比于传统控制方法的优势,设计了基于极点配置的阻尼控制器。最后在PSCAD软件中搭建含风电的两区域模型验证所提控制方法的有效性。仿真结果表明DFIG附加鲁棒控制器能有效抑制电力系统低频振荡,具有较好的鲁棒性。     

变速恒频风力发电系统的并网控制分析

通过对风力机的风功率特性分析,阐明了为最大限度地利用风能风力发电系统的主流控制方式是变速恒频的控制方式,对交流整流子、电磁滑差联接、转差频率励磁、磁场调制、交—直—交变换、双绕组双速异步、高滑差异步以及开关磁阻等几种常见的变速恒频风力发电系统的并网控制进行了介绍及对比分析,并着重分析了变速恒频双馈发电机风力发电系统的并网控制。     

基于变桨距和转矩动态控制的 直驱永磁同步风力发电机功率平滑控制

风能的不确定性以及风轮机自身特性使风力发电机输出有功功率随风速变化而波动，影响风电机组输出电能质量，严重时还会影响电网运行稳定性。在分析变桨变速直驱永磁同步风力发电机运行特性的基础上，提出了在全风速范围内结合风力机变桨控制和发电机变速控制的发电机有功功率平滑控制策略。考虑到风能的随机性及直驱风能发电系统很强的非线性，设计了基于模糊理论的变桨距控制器和发电机转矩动态滑模控制器。对一台采用该控制策略的直驱永磁同步风力发电机的运行行为进行仿真研究。结果表明，提出的模糊变桨距控制能有效控制发电机转速运行范围，动态滑模控制能使发电机输出平滑的有功功率。与传统最大风能跟踪控制策略相比，所提出的控制方案能有效降低直驱永磁同步风力发电机输出有功功率的波动，控制发电机转速运行范围。     

变速恒频风电机组运行控制

在PSCAD/EMTDC下建立了双馈型感应变速风电机组动态模型，基于该模型提出一种风电机组功率控制策略，并分析了机组约束条件对控制策略的影响。该策略实现了无风速测量下的最大风能追踪，并可以对风机捕获的功率进行控制，使风电机组在风力限制范围内承担系统功率调节任务。对一台2 MW双馈型感应变速风电机组进行了仿真，仿真结果表明控制方案在风速波动条件下能够准确、有效地对风电机组最大风能追踪，并能对有功、无功功率按计划进行独立调节。     

基于储能的直驱风力发电系统的功率控制

随着风力发电的电网穿透率的增加,风电系统与电网之间的相互影响也越来越大。风电系统输出功率的波动性和间歇性对电网的电能质量及其稳定性将产生较大的影响;与此同时,电网故障也会给风电系统带来一系列的暂态过程,甚至会危及到风电系统的安全运行。本文针对基于储能的并网永磁直驱风力发电系统的运行特点,提出了一种可行的综合控制策略,在使风电系统输出较为平滑的功率的同时,还具有较强的低电压穿越能力,使风电系统基本不受电网故障的影响。仿真结果很好地证明了所提出的控制策略的正确性和有效性。     

Power Control of Directly Driven Wind Generation System Based on Superconducting Magnetic Energy Storage

The increasing wind power penetration poses significant technical problems to the development of electric power systems. In this article, an integrated control strategy is proposed based on the characteristics of the directly driven permanent magnet synchronous generator wind turbine. The directly driven permanent magnet synchronous generator wind turbine is incorporated with superconducting magnetic energy storage, which can smooth the wind power fluctuations, enhance the low-voltage ride-through capability of the wind generation system, and achieve an uninterruptible power supply to local loads under isolated grid operation. According to the MATLAB/SIMULINK-based (The MathWorks, Natick, Massachusetts, USA) digital computer simulation model, the proposed control strategy is confirmed to be effective in power control of grid operation.     

变速恒频双馈风力发电系统最大风能追踪控制

分析了风力机的功率特性以及双馈感应电机的运行特性,探讨了最大风能追踪的控制策略,在定子磁链定向矢量控制策略下,基于S函数建立了双馈风力发电系统的仿真模型,并在两次阶跃风速下对所建模型的运行特性进行了仿真研究。仿真结果表明系统实现了最大风能追踪以及变速恒频运行,同时验证了所建模型以及控制策略的正确性。     

变速恒频风力发电系统控制方案综述

为满足风力发电机组并网运行的要求,风力发电系统应采用变速恒频控制策略.通过与恒速恒频控制策略进行比较,分析了变速恒频控制策略的优点.详细阐述了国内外主要的变速恒频风力发电系统方案:笼型异步发电机、交流励磁双馈发电机、无刷双馈发电机、直驱式永磁同步发电机.最后对风力发电机的发展趋势进行了展望.     

永磁同步电机风力发电系统的自寻优控制

研究了永磁同步电机风力发电系统的自寻优控制以使系统得到最大的能量。根据风轮机气动力特性推导出风能利用系数Cp 与桨距和叶尖速比的关系 ,进而利用该关系确定自寻优控制策略。采用单纯形加速法寻优 ,结合永磁同步风力发电机的特点确定了永磁风力发电机在不同风速下的最优速度给定即最优直流电压给定和不同风速下的最优桨距给定。实验证明该方法具有良好的效果     

基于机电储能的永磁同步发电机低电压穿越控制策略

从功率流向角度对已有低电压穿越(LVRT)方法进行归纳总结,在此基础上提出一种LVRT控制策略:基于机电储能,利用机侧变流器稳定直流母线电压,网侧变流器实现最大风能跟踪。该控制策略结合散热要求大大降低的制动电阻与变桨距调节技术,可以在不增加控制复杂度、不显著增加系统成本的情况下,充分利用风电机组惯性,存储电网电压跌落时系统的不平衡能量,平稳实现LVRT。通过对1.5MW永磁直驱风电系统的MATLAB仿真,验证了所提出的LVRT控制策略的正确性和有效性。