兆瓦级直驱式风力发电机组控制系统设计

为了降低系统控制难度、提高机组转化效率,提出了一种以复合励磁同步发电机作为发电机的兆瓦级直驱式复合励磁同步风力发电系统,该系统由不可控二极管 直流环节 并联SPWM逆变器组成的交/直/交变流器将风能转化为电能送入电网.该机组控制系统由机组主控制器、复合励磁控制器、逆变器控制单元、变桨距机构、偏航机构等构成.对机组控制系统中各个部件的功能和结构进行了分析和设计,并通过Profibus现场总线将这些部件构成了一个集散控制系统.     

基于双PWM协调控制的永磁风力发电系统研究

说明了直驱式永磁风力发电系统的基本组成和原理,分析了永磁风力发电系统最大功率跟踪的控制策略;设计了发电系统网侧变流器基于电网电压矢量定向、机侧变流器基于发电机转子磁链定向的背靠背双PWM协调控制结构.最后通过仿真验证了该系统的最大功率跟踪特性,并就仿真中PI参数设置的关键问题进行了说明,可有效防止转速比较控制中的转矩冲击问题.     

风力发电核心技术——变流器实现重大技术突破

近期,国家能源局组织对“2兆瓦级永磁直驱风力发电变流器”进行了鉴定,这是我国风电领域第一个国家级科技成果鉴定会,来自国内20多个单位的50多名代表参加了会议。此次鉴定的“2兆瓦级永磁直驱风力发电变流器”由海军工程大学负责研发,江苏大全集团负责制造,湘潭电机股份有限公司进行整机试运行。     

兆瓦级直驱型风力风电变流系统的设计

在综合比较当前适合直驱型风力发电机组的各种变流电路的基础上,提出了一种兆瓦级直驱型风力发电变流系统的设计结构,即采用不控整流+升压斩波+SPWM逆变的变流器将电机发出的电能转换为可接人电网的恒频恒压的交流电;详细介绍了直驱型风力风电系统的组成结构及其变流系统的控制原理,给出了一种在考虑现有开关器件功率水平的情况下符合大功率直驱并网型风力发电机组要求的变流电路拓扑结构,并给出了相应的主要部分的具体应用电路。     

永磁直驱风电系统网侧变流器控制策略研究

介绍了永磁直驱风力发电系统网侧变流器的基本结构和工作原理。在建立了网侧变流器数学模型的基础上采用前馈解耦双闭环控制策略进行控制。实现了直流母线电压的稳定及有无功功率的解耦控制。针对传统PI控制器在跟踪和抗扰性能上无法同时达到最优的问题,提出一种基于二自由度PID控制的永磁直驱风力发电系统网侧变流器控制策略。并对二自由度PID控制器进行了化简得到一种简化的二自由度PID控制器。最后在Matlab/Simulink环境下对电网三相平衡状态、单相电压跌落状态及三相电压跌落状态的仿真实验验证了改进控制策略的有效性和正确性。     

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。     

兆瓦级永磁直驱无传感器风力发电系统仿真

研究永磁发电机优化控制保障可靠性问题,永磁直驱风力发电系统中,测速码盘容易受到干扰易出故障.采用双向PWM变换器结构,根据永磁同步电机的数学模型,为了克服传统发电效率低的问题,提出了一种基于滑模观测器的无速度传感器策略,对兆瓦级永磁同步发电机的速度和相位进行观测,并对该发电系统机侧变换器采用转子磁链定向矢量变换控制技术,网侧变换器采用电压电流双闭环控制策略,最后运用MATLAB平台对上述模型进行仿真,结果表明控制策略能独立控制PMSG的有功和无功电流,具有良好性能,可为设计提供依据.     

风电变流器设备CANopen通信的快速实现——基于CANopen协议的XGate-COP10应用

风能作为一种高效、清洁、可再生的能源,越来越受到世界各国的重视,中国新能源战略把大力发展风力发电设为重点.近几年,由于风能的诸多优点以及国家政策的大力支持,国内风力发电行业得到了快速的发展.风力发电系统中各个设备之间需要通信,CAN总线是国际风电行业中流行而且应用成熟的通信方式,基于CAN总线应用层的CANopen协议对所有设备做出了“设备级”的规范.大部分国外的变流器设备通过CANopen接口与风电系统中的其他设备进行通信,因此,为了替代国外的变流器,实现变流器设备自主化,就要求国内厂商的变流器提供CANopen接口.     

直驱式永磁同步风电机组最大功率跟踪控制策略的研究

直驱永磁同步发电机具有直接驱动、结构简单、效率较高等优点,因而成为目前兆瓦级风电机组的主流机型之一,且市场份额有逐步扩大的趋势。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。应用定子磁链定向的方法,对系统进行矢量控制策略的研究,运用Matlab/Simulink建立了直驱永磁同步发电系统仿真模型,对风速阶跃变化时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。     

风力发电与变流器

讨论了目前流行的两种主流风力发电系统：变速恒频双馈风力发电系统和永磁直驱同步风力发电系统。着重分析了两种风电变流器的拓扑结构、工作原理和性能特点,对风力发电系统发电机、变流器、无功支持和低电压穿越能力等方面进行了论述。     

CAN总线在并联逆变电源中的应用

针对逆变电源并联技术原理分析,依据TMS320LF2407A芯片中内嵌CAN控制器的特点,设计了一个基于TMS320LF2407A内置CAN总线模块的逆变电源并联系统,实现了对并联逆变器模块运行的实时通信,系统具有结构简洁、扩容方便、可靠性高的优点。给出了CAN总线接口硬件设计和软件设计,在实验样机中得到应用和验证。     

基于CAN总线的铝—空电池管理系统

铝-空新能源电池稳定运行涉及风、液、热等多因素,针对铝-空电池系统运行状态参数实时监控的需求,设计了一种基于CAN总线的铝一空电池管理系统．通过对系统CAN接口、CAN通信协议、CAN数据传输等进行设计,现了铝一空电池自动化管理．将该系统应用在某型铝一空新能源电站中,结果表明：该系统可利用CAN总线监控参数实时监控铝-空电池的稳定运行,对系统出现的故障能及时诊断,对铝-空电池的工程应用具有实用价值．     

基于CAN总线的节能中央空调控制系统的开发

CAN总线是一个具有实时性的高速串行总线,已被广泛应用于各种中央空调控制系统的通讯中。本文介绍了基于CAN总线的节能中央空调控制系统的设计与实现,主要介绍了系统的软硬件构成以及CAN通信协议的制定,还在此系统基础上提出一些节能措施,达到节能的目的。     

鱼糜加工生产线CAN硬件的设计与实现

为解决淡水鱼糜加工生产线的自动控制问题，提出了基于CAN总线的加工生产线设计方案。在分析淡水鱼糜加工生产线对控制系统要求的基础上，描述了基于CAN总线的生产线自动控制系统的设计与实现技术，分析了CAN网络示意图和CAN节点物理构成示意图，分析了节点通信电路和CAN网络电源电路的设计原理与设计过程。实践证明，系统具有较高的可靠性和可扩充性，较好地满足了生产线自动控制的要求。     

永磁同步发电机风能转换系统滑模控制仿真

针对由于风速的随机波动性而使基于线性定常控制器的风能转换系统稳定性较差的问题,提出了一种基于滑模控制的永磁同步发电机风能转换系统的设计方案;分析了该系统中风力机模型、传动装置模型和永磁同步发电机模型的建立原理,介绍了滑模控制策略的具体实现。仿真结果表明,该系统具有较好的速度跟踪特性,实现了最大风能捕获。     

具有同步发电机特性的储能型光伏并网发电系统研究

基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制的并网逆变器可以对电网的频率和电压起到一定的支撑作用.但是,仅由光伏供电的逆变器难以模拟同步发电机的特性.本文提出一种具有同步发电机特性的储能型光伏并网发电系统,并给出了相应的VSG控制策略、DC–DC控制策略以及协调控制方法;建立了系统的小信号模型,分析了参数取值对动态性能和稳定性的影响.仿真结果不但表明该系统具有同步发电机特性,可实现光伏阵列的最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)和储能的充放电控制;而且验证了理论分析的正确性.     

基于ARM的矿用通信分站CAN接口的设计

通信分站在煤矿安全监控系统中起着非常重要的作用。文章提出了一种基于ARM的矿用通信分站CAN接口的设计方案,详细介绍了ARM微处理器S3C44B0X扩展CAN控制器SJA1000的接口设计方法。该方案采用CPLD实现S3C44B0X与89C52单片机高速并行通信接口及1扩2外设中断管理器,具有实现简单、可靠性高、CPU利用率高等优点。实验结果表明,该方案使通信分站不仅成为具有就地查询显示、就地键盘控制等功能的采集与转发装置,还具有CAN网桥功能。     

基于CAN总线磁悬浮球系统分布式控制设计与实现

选用国际上应用最广泛的现场总线之一—CAN总线,对磁悬浮球控制系统进行分布式控制,设计并实现了CAN总线磁悬浮球控制系统。首先,对磁悬浮球控制系统进行了详细分析,确定了系统的总线型网络拓扑结构。在该网络结构下,进行软硬件设计。硬件设计工作主要是设计一个通用CAN节点的设计,使其能够完成模拟量的精确快速采样、高精度输出以及开关量的控制三大功能。软件设计包括两部分:CAN节点中基于ARM的软件设计和PC端监控软件的设计。     

基于双CAN总线的液压支架控制系统的设计

针对矿井综采工作面环境恶劣及液压支架节点数量较多的问题,文章提出了一种基于双CAN总线的液压支架控制系统的设计方案,分析了系统工作环境,给出了系统结构,详细介绍了控制器节点的硬件及软件设计,并阐述了双CAN总线通信的实现。该系统根据系统的工作要求将总线上的数据分为邻架操作和支架状态2种数据,并且分2个不同的通道传递数据,在总线出现故障时实现通道的自动切换功能。实际应用表明,在总线和所有节点工作正常的情况下,该系统的实时性比采用单个CAN总线有较大提高;在1条总线中断的情况下,基于单CAN总线的通信系统将瘫痪,而基于双CAN总线的通信系统仍可正常工作,且实时性能与基于单CAN总线的通信系统相比没有下降。该方案为双CAN总线的应用和提高液压支架控制系统通信网络的性能提供了一个新的设计思想。