基于反馈线性化技术的直驱永磁同步风电机组低电压穿越研究

通过对直驱永磁同步风电系统的研究,提出了一种基于反馈线性化的低电压穿越控制策略。直流母线电压由发电机侧整流器来维持调节,考虑到直流母线电压和发电机转子转速的非线性关系,直流母线电压的控制采用了反馈线性化技术。网侧逆变器根据最大风能跟踪原则来控制网侧有功功率,并加入了转子速度参考值的判定环节。运用PSCAD仿真平台建立了一个2 MW的直驱永磁同步风电系统,验证了其正确性和有效性。     

Crowbar优化控制策略下的双馈风机无功调节能力研究

在分析双馈风机(DFIG)无功调节原理的基础上,根据最新的低电压穿越要求,建立优化的Crowbar控制策略,进而提出在电网严重故障期间内,Crowbar投入时由网侧变流器充当STATCOM为电网提供无功,Crowbar退出时无功输出继续由转子侧变流器励磁调节控制,推导出DFIG网侧及定子输出无功功率极限的表达式,结合优化的Crowbar控制策略研究DFIG的无功调节能力,最后利用RTDS平台进行仿真验证。结果表明,DFIG的无功调节能力与理论分析一致,在电网故障期间,应用此控制策略的DFIG可连续提供最大无功支持,且能帮助恢复电网电压。     

双馈风电系统高电压穿越的节能控制策略

在研究双馈风力发电系统高电压穿越的节能控制问题的过程中,考虑到外部风力环境变化较大,需保持变换器的稳定性节能控制。传统节能控制方法不仅动态及稳态性能差,而且节能控制策略相对复杂。为了提高节能控制效果,提出采用串联网侧变换器的双馈风电系统高电压穿越的节能控制策略,向串联网侧变换器的控制向电机定子侧和电网间添加合理的控制电压,按照电网电压定向的同步旋转,给出d-q轴系下SGSC的电压控制方程,保持DFIG定子端电压不变,过滤DFIG定子磁链中的暂态直流分量。当双馈风电系统电压及电流均不超限时,对转子侧变换器和并联网侧变换器的输出电压矢量进行节能控制,使双馈风电系统为电网提供最大程度的无功支持,快速恢复电网电压。仿真实验结果表明,所提策略具有很高的节能控制性能。     

基于虚拟磁链DPC的电压型整流器控制系统研究

对电压型PWM整流器（VSR）的直接功率控制（DPC）系统进行研究,针对采用虚拟磁链实现无电压传感器电压观测存在的模型预测误差问题,提出一种基于牛顿插值原理对模型观测电压进行修正的虚拟磁链模型预测直接功率控制策略,通过牛顿插值法修正电网电压估算值,同时引入内模反馈校正环节对模型预测相邻时刻瞬时功率所产生的误差进行修正,以此改进整流器SVPWM控制电压,实现更稳定功率跟踪,减少启动和调节给定时产生的超调量,同时有效减少整流器网侧谐波,达到绿色整流的目的。仿真对比分析和试验结果表明,采用上述控制策略的VSR具有良好的直流侧电压输出质量、较强的抗干扰性和低网侧谐波,可有效实现绿色整流和高功率因数直流电压输出。     

光伏模拟器用死区消除PWM整流器运行方式

针对光伏模拟器用单相脉宽调制（PWM）整流器提出电压平方外环电流内环的控制策略,同时揭示直流侧存在2倍基波频率的纹波电压以及此纹波电压对网侧电流的影响。PWM整流器采用的基于H桥死区消除SPWM,在网侧电流非过零区域,各桥臂上下两开关管中,必定存在其中一个开关管驱动信号为低电平,而在电流过零处推导出存在的天然死区时间。由微控制器（MCU）与现场可编程门阵列（FPGA）相结合的控制系统可实现提出的运行方式。实验结果验证了理论推导的正确性以及提出运行方式的有效性。     

风力发电系统中的变流器模型简化方法

针对风电场仿真运行慢、占用内存大的缺点,分别对双馈异步风力发电机(DFIG)的机侧和网侧变流器进行分析。基于稳态条件下SPWM模型简化的思想,利用开关函数将DFIG中的机侧和网侧变流器模型简化为两个由直流电容相连理论模块,并将模块的输出结果输入到DFIG转子和电网电路中形成闭环。最后在PSCAD仿真平台下进行仿真,验证文中提出的简化模型的有效性。     

基于电池储能和Crowbar的风力发电机低电压穿越控制的研究

文章提出一种基于电池储能和Crowbar协调控制提高DFIG的LVRT能力的策略。在系统电压小幅跌落时,电池储能系统,通过PQ解耦PI控制,适当调节交流侧输出电压幅值和相位,以提供满足系统电压稳定的无功功率;当系统电压大幅跌落时,电池储能协同Crowbar电路的投切控制,及时卸荷多余能量并保护变流器,保证DFIG在故障期间不脱网运行。在PSCAD/EMTDC平台对本文提出的控制策略进行仿真,结果表明本文的控制策略能在系统电压在大幅深度跌落情况下,使DFIG具备LVRT能力。     

串联直流升压型光伏电站经VSC-HVDC并网控制策略研究

提出一种大型光伏电站直流并网方案,该方案通过大功率高变比的有源箝位Boost全桥隔离变换器(Boostfull bridge isolated converter,BFBIC)串联升压,然后经柔性直流输电(voltage source converter-high voltage directcurrent,VSC-HVDC)实现光伏高压直流并网。研究该系统的协调运行控制策略及运行特性,并针对光伏电站内串联光伏发电升压模块间电压严重不均所造成的过电压问题,提出一种过压控制策略。该控制策略对光伏电站的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)进行动态切换,并将其与电压源换流器(voltage sourceconverter,VSC)的功率差额斜率控制策略协调配合。在Matlab/Simulink压经VSC-HVDC并网系统模型,仿真结果验证所提拓扑方案的正确性,以及过压控制策略的可行性。     

并网中小型风电系统最大功率跟踪控制

针对目前中小型风力发电系统发电效率低,提出了一种新型拓扑结构,即机侧采用三相PWM整流器,网侧采用单相PWM逆变器。在对永磁同步发电机数学模型和风力机最佳输出功率进行分析的基础上,采用转子磁链定向控制技术,实现对发电机输出的有功功率的控制,进而实现对风力发电机最大功率的跟踪控制;同时,在单相系统中引入"虚拟电路",使网侧单相变流电路参数可以转化到旋转坐标系下,实现无静差控制。通过仿真试验验证了控制策略的可行性。     

一种适用于智能配电网的DC/DC换流器拓扑及其控制策略

由于智能配电网的高故障率特性以及城市土地资源的限制,DC/DC换流器的体积、成本、效率、控制性能和故障穿越能力逐渐成为其在该领域内的限制因素。为此,提出了一种基于电流源换流器（current source converter,CSC）和电压源换流器（voltage source converter,VSC）的混合DC/DC换流器拓扑,提出的换流器拓扑采用高频交流链路,分析了换流器的数学模型和运行约束条件,给出了换流器的参数设计方法。提出了一种换流器CSC侧采用有功功率和无功功率双闭环控制,VSC侧交流电压幅值单闭环控制的DC/DC换流器闭环控制策略。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了1 MW/2 000 V/750 V混合DC/DC换流器仿真模型,分别对额定运行工况、功率反转工况和直流短路工况进行了仿真研究。仿真结果验证了提出的混合DC/DC换流器工作性能优越且具备直流短路故障穿越能力。