电网扰动故障下双馈风电机组建模及模型验证

针对分析风电机组并网对系统稳定性影响,需要建立风力发电机的模型的问题,对电网扰动故障下双馈风电机组的模型进行研究,并且开展了模型有效性验证。首先,建立了用于电力系统仿真计算的包括电网扰动模型、双馈发电机模型、变流器模型、风轮模型、传动链模型、变桨模型、变速变桨控制模型等的双馈风电机组模型。然后以WD77-1500型双馈风电机组为例子,在Matlab/Simulink环境下,搭建出该机型的仿真模型,并研究双馈风电机组在电网扰动故障下的动态响应特性;最后,通过分析对比模型仿真结果和现场低电压穿越测试结果,验证了该模型的正确性和有效性。模型验证结果表明,所搭建的风电机组模型适用于后续的风电场建模和研究对电力系统稳定性的影响,具有重要的工程应用价值。     

双馈风电机组高电压穿越技术研究及测试研究

针对风电机组高电压穿越的问题,对双馈风电机组高电压穿越技术进行了模型仿真分析与现场测试验证。首先,对国内外主流电网运营商对高电压穿越的标准规范要求与技术指标进行了介绍;接着,根据双馈风电机组的特点,电网电压骤升故障对风机系统产生的危害进行了分析;然后,以WD100-2000型双馈风电机组为例,在Matlab/Simulink环境下建立了整机仿真模型,对电网电压骤升故障下双馈风电机组的动态特性进行了仿真分析。最后,联合中国电科院在张北现场进行了国内首次真正意义上的高电压穿越测试。仿真及现场测试结果均表明,机组能够顺利通过所有工况的高电压穿越测试,已经完全具备高电压穿越功能,对风电机组高电压穿越技术的研究及完善国内并网规则具有十分重要的意义。     

考虑铁耗的双馈风力发电系统建模研究

传统双馈风力发电系统建模过程中并未考虑双馈异步电机(DFIG)的损耗,从而降低了系统建模准确性。鉴于此,在传统DFIG模型的基础上,提出了考虑铁耗的双馈电机模型。为了验证考虑铁耗的模型的正确性,在Matlab/Simulink环境下搭建了双馈风力发电机的无铁耗和有铁耗两种仿真模型,并对发电机应用基于定子磁链定向的矢量控制,实现双馈风电系统的功率解耦控制。将未考虑铁耗和考虑铁耗的模型仿真结果进行比较,证明了考虑铁耗的模型的正确性,且考虑铁耗的模型与未考虑铁耗的模型存在差异性。     

一种双馈变频控制策略及Matlab仿真实现

本文用矢量控制对双馈异步发电机（DFIG）转子进行幅值、相位、频率可调的交流励磁。实现发电机变速下恒频运行;通过发电机定子输出的有功、无功功率的解耦控制来实现最大风能的追踪,提高风电机组的运行效率;并用Matlab仿真结果验证了控制策略的有效性。     

变速恒频双馈风电机控制与全功率试验分析

近年来,风力发电机组容量不断增大,提高运行效率、最大程度地利用风能已经成为风电技术研究的重要内容。可实现最大风能追踪的变速恒频双馈风电技术成为目前工程研究的热点。全功率试验是指在地面上建立针对双馈式风电机组进行各种型式试验的功率试验平台,该试验平台要求能够达到风电机组的额定功率输出。在该试验台上可以对风电机组的发电机、变流器、控制系统等部件进行全面的检测和试验分析。     

不平衡及谐波电网条件下双馈风电变流器的改进控制研究

针对双馈风电机组在电网电压不平衡及谐波畸变条件下的故障穿越问题,分析了此类电网故障对机组运行性能的影响,提出了一种双馈机组转子侧、网侧变流器的协同控制方案。通过改进转子侧、网侧变流器的矢量控制算法,抑制了双馈感应电机的电磁转矩波动,降低了机组输出总有功功率的波动,获得了对称、正弦的机组输出电流。仿真结果表明,所述控制方案能够显著改善双馈风电机组在此类电网故障条件下的运行性能,从而提高机组的故障穿越运行能力。     

双馈风力发电机组并网系统故障特性仿真研究

针对双馈风力发电机组(DFIG)并网系统故障特性进行研究,以并网系统发生三相短路为例进行仿真分析。在分析双馈风力发电机组整体模型结构的基础上,研究桨距角及网侧变流器的控制策略,并搭建相应模型。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建模型进行仿真研究,通过对并网系统进行故障仿真分析,以验证双馈风电机组具有一定的动态适应能力及所用控制策略的有效性。     

双馈感应发电机组频率控制策略研究

简要回顾了双馈感应发电机机组结构的各部分数学模型,通过分析得出由于双馈风电机组有功和无功的解耦控制,无法帮助电网改善频率响应,因此要提高风电机组接入系统时暂态频率的稳定性,就要进一步改善风电机组的频率响应特性。现着重研究了双馈感应发电机的频率控制原理及多种频率控制策略,并分析了各种控制策略的优缺点。     

变速恒频双馈风力发电最大功率跟踪控制

为了充分有效地利用风能,发出较高的电能质量,在分析了风力机最大风能捕获机理和双馈电机数学模型基础上,提出了一种基于定子电压定向下变速恒频双馈发电机最大功率跟踪矢量控制策略。为了说明控制策略的有效性,在风速阶跃变化下,利用Simulink建立了双馈发电系统仿真模型及定子电压定向矢量控制模型。仿真结果表明,该控制策略能够快速准确控制风力发电系统进行最大功率跟踪及变速恒频控制。     

电压跌落时双馈电机电磁暂态过程仿真与分析

双馈风力发电机（ DFIG）因其具有优良的发电运行性能,在目前的风力发电中得到了广泛地应用。为了研究其不同数学模型在电压跌落故障时的暂态特性,该文以MATLAB／SIMULINK为仿真平台,分别建立了DFIG完整的五阶数学模型及忽略定子磁链暂态变化的三阶模型,在此基础上搭建了相应的风电系统仿真模型,并对风电系统在相同电压跌落幅度时的电磁暂态过程进行了仿真研究。仿真结果表明,DFIG的五阶数学模型在电压跌落时的暂态响应更为清晰和细致,能更精确地表征其在电压跌落时的暂态响应过程。     

MW级双馈风力发电系统

随着风力发电技术的快速发展,MW级双馈式风电机组得到越来越广泛的应用。阐述了MW级双馈风力发电机组的基本概念及其主要组成,并介绍了主控制器、变流器、带功率预测的风场SCADA系统及低电压穿越功能等四个部分。     

2MW级低风速区双馈风电机组主发电机用高效空空冷却装置的研究

简单介绍了兆瓦级风电机组在低风速区的应用现状和发展趋势,有针对性地分析了双馈式风力发电机的几种主流冷却形式并进行了比较,在此基础上,就2 MW级低风速区双馈风电机组主发电机空空冷却装置提出了改进优化方向。     

双馈风力发电系统空载并网实验研究

针对风力发电机并网冲击电流较大的问题,应用定子电压定向的并网控制策略对双馈风力发电系统空载并网进行研究。在搭载了Compact RIO实时控制器的10kW模拟双馈风力发电系统平台上进行了空载并网实验研究,分析了电网电压与定子电压之间的幅值差、相位差对并网冲击电流的影响。实验结果表明在转子转速由低速向同步转速增加时,冲击电流的值呈现先减后增的过程,相位差对冲击电流的变化率比幅值差对并网冲击电流的变化率平均大10倍以上。     

一种离网型风力发电系统的不平衡控制策略

研究一种不平衡负载下离网型双馈电机的定子端与转子端变换器协调控制策略.在系统数学模型的基础上,对转子端变换器提出了一种直接电压控制方案,为了提高系统的动态响应和鲁棒性,设计了一种基于扩张状态观测器的转子电流控制方案,即通过扩张状态观测器估计系统总扰动,并以前馈方式消除该扰动.针对负载不平衡问题,通过在定子端采用三相四脚变换器对定子电流的零、负序分量进行补偿,消除了不平衡负载对双馈感应电机的不利影响,改善了发电系统的电能质量.为了减少控制器的计算负担,对定子端变换器交流侧的电流采用比例-谐振(PR)控制,有效地避免了繁琐的正、负序分离计算,简化了控制算法.仿真和实验结果验证了该方案的正确性及可行性.     

基于2自由度传动调速的风电机组模拟系统设计

在与双馈、永磁直驱等传统风电机组的结构方案进行对比分析的基础上,提出了2自由度传动的新型风电机组模拟系统方案:首先,建立了风轮转矩与风速、转速、桨距角的关系式,并采用电动机按此关系式模拟风轮转矩作为输入;其次,建立了典型2自由度传动机构(差动轮系)的动力学模型,用其模拟新型风电机组的传动链;最后,在SIMULINK中分别建立了新型风电机组和传统双馈风电机组的模拟系统。将仿真结果进行对比,验证了2自由度传动的风电机组模拟系统的有效性,为后续2自由度传动调速风电机组物理试验平台的设计提供了理论基础。     

双馈异步风力发电机匝间短路故障研究分析

双馈异步风力发电机是我国目前应用最为广泛的发电机,其结构主要由转子、定子、轴承三部分组成。转子的组成部分在运转的过程中,主要通过电流之间产生的磁势,而进行正常运行的。在风力发电机中转子在工作中出现匝间短路的现象,就说明了定子中的分支电流的电压是不相同的,从而会引起双馈式风力发电机的电流出现不平衡的现象,通过对双馈异步风力发电机建立多回路模型,这就可以根据时间的变化计算出双馈异步风力发电机所需要的电气量。     

风电机组双馈发电机振动故障分析

针对双馈发电机在风电机组运行过程中出现的振动故障问题,根据风力发电机组结构与运行特点,将频谱分析与ADAMS建模仿真技术应用到双馈发电机设计、制造与维护中。开展了大量的双馈发电机振动测试与频谱分析,建立了对中、平衡、弹性安装、轴承振动频谱与双馈发电机振动故障之间的关系,提出了优化对中维护、修改转子平衡工艺与优化弹性支撑-发电机固有频率的解决方法。在ADAMS软件平台上对弹性支撑-发电机固有频率优化进行了评价,并进行了转子平衡工艺优化前、后与弹性支撑-发电机固有频率优化前、后的振动值对比试验。研究结果表明,通过优化双馈发电机振动值已经由10 mm/s减小到2.2 mm/s,双馈发电机振动减小效果明显。     

基于Matlab的双馈风电机组的建模与仿真

在双馈发电机结构以及交流励磁变速工作原理基础上,通过双馈发电机矢量控制模型,基于Matlab/Simulink建立了含有风电机组的电网模型,并对风速波动和电网故障情况下的风机运行情况进行了详细分析,最后验证了所建模型的正确性。     

大规模风电接入下电力系统调频特性建模与分析

随着电力系统中风电接入比例的不断提高，风电接入对电力系统的影响日益凸显。由于风电具有随机性、间歇性和波动性等特点，风力发电系统的可靠性对电力系统的频率造成较大影响。基于对含风电电力系统动态功率-频率特性的分析，在双馈风电机组的控制系统中增加了一个综合惯性频率控制模块，使得双馈风电机组依靠转子产生的动能完成电力系统的一次调频过程。仿真结果表明，附加的综合惯性频率控制模块能在负荷增加时响应频率变化，从而很好地控制电力系统的频率。     

双馈风力发电机最大风能追踪策略的研究

介绍了双馈风力发电系统结构及部分数学模型,分析了最大风能追踪的机理和方法,在双馈电机定子磁链定向的矢量控制的基础上加入爬山法的思想,并对其矢量控制进行了改进。