绕线式异步风力发电机的最大风能追踪控制

以双PWM交流励磁电源控制的绕线式异步风力发电机系统为对象,研究了有功功率和无功功率的确定原则和计算方法,进而研究了双馈异步电机的功率解耦控制。给出变速恒频风力发电机最大风能追踪的控制策略,仿真研究表明基于电网电压定向的矢量控制策略,通过转子侧变换器和双馈电机之间的数学模型,能够有效地实现最大风能追踪。提高风电机组的运行和运行效率。     

基于双PWM变换器的开关磁阻风力发电系统研究

为实现开关磁阻（SRG）风力发电系统中能量在电网与电机之间的双向流动,提出T一种基于双脉宽调制（PWM）变换器的控制方案。机侧变换器进行矢量控制,调节定子有功、无功功率;网侧变换器控制直流母线电压的稳定,调爷网侧功率因数。分析了双PWM变换器的数学模型,并在其d—q轴数学模型的基础上研究r网侧变换器的控制策略,讨论了通过电网电压定向矢量控制实现交流侧功率因数和直流母线电压控制的方法,并利用空间矢量调制方式（SVPWM）对网侧变换器进行控制。基于E述方案建立了SRG系统仿真模型,仿真结果表明,基于电网电压定向的双PWM变换器矢量控制策略能使SRG系统得到快速动态响应并实现高功率因数输出,从而满足变速恒频（VSCF）发电系统的要求。     

电网电压不对称跌落下直驱风电系统控制策略

针对电网电压不对称跌落下直驱风电系统并网运行过程中出现的直流环节过电压、并网电流畸变、并网功率波动问题,在直驱风电系统并网变换器的直流环节并联超导磁储能系统;同时在分析电网电压不对称跌落下网侧变换器数学模型的基础上,采用抑制并网功率波动的正负序电流控制对网侧变换器的控制策略加以改进,从而稳定直流环节电压、改善并网电流品质、抑制并网功率波动。仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。     

电网电压不对称跌落下直驱风电系统控制策略

针对电网电压不对称跌落下直驱风电系统并网运行过程中出现的直流环节过电压、并网电流畸变、并网功率波动问题,在直驱风电系统并网变换器的直流环节并联超导磁储能系统;同时在分析电网电压不对称跌落下网侧变换器数学模型的基础上,采用抑制并网功率波动的正负序电流控制对网侧变换器的控制策略加以改进,从而稳定直流环节电压、改善并网电流品质、抑制并网功率波动。仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。     

电网故障下双馈风力发电机网侧变换器的高阶滑模控制

针对电网故障下对双馈风力发电机网侧变换器的影响,本文采用滑模变结构控制方法,提出了采用增加瞬时功率前馈补偿的高阶滑模变结构控制策略,为此首先简要的分析了双馈风力发电机中双脉宽调制（PWM）型变换器的结构和控制原理,然后根据网侧变换器的数学模型,提出对网侧变换器采用电网电压定向欠量控制,以实现交流侧单位功率因数和直流环节电压控制．提出的方法提高了系统响应速度,克服参数变化和外电压波动的影响．仿真结果表明了该策略的有效性．     

直驱风力发电并网变流器的控制策略研究

针对电网电压定向方法易受电网电压畸变的影响,采用虚拟电网磁链获取电网电压角度,省去了电网电压传感器.同时采用一种固定开关频率的直接功率控制方法,实现有功功率和无功功率的单独调节,简单易行.最后在Matlab/Simulink平台上搭建了网侧仿真模型.仿真结果表明,该控制方法可实现有功功率、无功功率的动态解耦以及单位功率因数运行,达到了对系统的控制目标.     

光伏并网发电系统的DSP控制与实现

叙述了应用DSP控制光伏并网发电系统的原理和方法。DSP通过对并网系统交流侧两相电流，并网系统直流侧电压的采样和电网侧电压频率与相位的检测，运用瞬时无功功率理论，得出解藕的有功电流和无功电流分量，分别对有功电流和无功电流进行带PI调节的闭环控制，从而向电网输出有功功率和进行无功补偿。实验结果验证了用DSP控制的光伏并网发电系统是有效的和可行的。     

新能源配网发电功率自适应控制策略研究

配网发电功率控制技术在控制过程中没有考虑有功功率与无功功率的环境,导致输出功率波动较大。为此,提出光伏新能源并网接入的配网发电功率自适应控制策略。首先,通过研究光伏新能源并网接入的有功功率与无功功率的输出特点,完成配网的无功规划,在光伏阵列总功率的功率-电压(P-V)特性曲线中随机插入三个样本点。然后,利用二次插值算法,寻找出配网的最大功率点。最后,采用变换器-渐波器结合的自适应控制策略,实时跟踪最大功率点,完成配网发电功率的自适应控制。试验结果表明,所提策略的电流响应平滑、电流跟踪误差小、输出功率与平均输出功率波动小。控制后的发电系统平均输出功率比控制前增加了180 W左右,并且捕获效果更佳。该策略为配网发电功率的自适应控制提供解决方案。     

双馈系统在电网故障下不间断运行的研究

为更好地研究风力发电机在一定的电网电压跌落故障下的动态响应,以单台1.5 MW双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,设计了Crowbar电路,通过构建电网电压跌落仿真模型,分别对机端电压、电流、转子电流、输出的有功功率和无功功率、直流侧电压、电磁转矩在故障期间的动态响应进行了仿真。探讨了相应的控制策略,为进一步研究低电压穿越标准下的控制策略提供了依据,同时也为研制兆瓦级变频器打下基础。测量结果表明这种控制方式能使DFIG在电压跌落故障下实现不间断运行,有效提高了DFIG风电机组运行的可靠性。     

变速恒频无刷双馈风力发电机及其控制

通过对无刷双馈风力发电机工作原理和运行特性的分析,建立了无刷双馈发电机摹于转子机械坐标系的数学模型,将变结构控制应用到无刷双馈发电机有功功率与无功功率的解耦控制中,分析了其电磁关系和能量平衡关系.使用Matlab/Simulink软件对系统及其控制策略进行了仿真分析.仿真结果表明:变结构控制能够成功地实现风力发电中无刷双馈发电机有功与无功功率的解耦控制,在实现风能的最大功率捕获的同时,可以提供电网需要的无功功率,满足电力系统的需要.     

基于T型滤波器的并网矩阵变换器稳定性分析

针对风力发电并网矩阵变换器PWM信号开关频率较低、输出电流中谐波含量较大的状况，在并网变换器网侧采用T型滤波器取代典型的电感滤波器以抑制谐波电流．构建了基于T型滤波器的三相并网矩阵变换器系统模型，分析了其稳定性，阐述了基于并网输出电流和滤波器电容电流的双闭环控制策略，并通过仿真对其有效性和可行性进行了验证．结果表明：采用该控制策略实现了系统的稳定运行，且输出电流正弦性好，谐波含量小．     

基于DIgSILENT/PowerFactory的轻型直流输电系统建模和仿真

介绍了轻型直流输电系统的结构特点,建立了基于电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory的轻型直流输电系统模型,分析了基于同步d-q旋转坐标系下的电压源换流器的稳态数学模型和直流电压、有功功率和无功功率的控制策略,对系统在直流电压、有功功率及无功功率变化条件下的动态性能进行了仿真。仿真结果表明,该系统具有很好的动态响应能力和鲁棒性,可以稳定工作于2个电网之间,独立控制无功功率达到静态无功补偿的作用。     

飞轮电池在离网型风力发电系统中的应用

针对目前风力发电系统中储能装置(蓄电池)寿命短、充放电效率低的问题,提出采用飞轮电池作为储能装置的方案,分析了飞轮电池的d-q模型及其充放电控制策略。在飞轮电池充电控制过程中,采用基于转子磁场定向的矢量控制策略;在放电控制过程中,采用以直流母线电压为控制对象的控制策略。仿真结果表明,采用飞轮电池作为离网型风力发电系统的能量缓冲装置,能够有效稳定离网型风力发电系统的直流母线电压,提高其电能质量和稳定性。     

变速恒频双馈风力发电系统网侧变流器控制策略研究

变速恒频双馈风力发电系统通常采用磁链定向、转子磁链定向和气隙磁场定向进行控制,这些控制系统的结构设计复杂,控制精度不高。为了进一步提高风力发电系统的控制效果,论文对变速恒频双馈风力发电系统的双P W M变流器进行了详细的分析,针对网侧变流器建立了数学模型,对网侧变流器的控制策略进行了研究,并采用电压、电流双闭环控制策略对系统中的网侧变流器进行控制。仿真结果显示,双闭环控制策略系统经过短暂的振荡之后能够快速实现状态的转变,达到预期效果。     

HIERARCHAL CONTROL SYSTEM FOR A VARIABLE SPEED CAGE MACHINE WIND GENERATION UNIT USING NEURAL NETWORKS

A hierarchal control strategy, that addresses three control objectives for a wind generation system, is proposed in this paper. It controls the local bus voltage (to avoid voltage rise), captures the maximum power in the wind and also minimizes the power loss in the induction generator. In the first level, given the instantaneous wind speed, electrical torque and output power, the designed neural networks calculate the desired rotor speed, air‐gap flux and the grid side reactive power. In the second level, the desired current wave shapes (instantaneous three‐phase currents) of the rectifier and the inverter in a double‐sided PWM converter system are calculated. In the third level, the PWM controller guides the system towards the optimum operating conditions. Simulation results show that even as the wind speed changes randomly, the proposed control strategy leads the system to the optimum operating conditions.     

不平衡供电下PWM整流器输出电压稳定控制

针对电网供电电压不平衡造成PWM整流器输出功率波动的问题,分析了三相电压型PWM整流器在不平衡供电电压下的瞬时输出功率模型,设计了输出有功、无功功率的二次谐波补偿环节,提出一种三相PWM整流器输出电压稳定控制策略.控制系统运行时不包含正、负序分解过程,能够有效抑制整流器输出有功、无功功率二次谐波,实现直流母线电压的稳定输出.仿真和实验结果证明了控制策略的有效性.     

并网运行的直驱风力发电系统建模及仿真研究

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风力发电系统的动态响应特性,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。     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.