基于D/PHS的DFIG机组LVRT的综合控制研究

双馈(DFIG)风电机组低电压穿越(LVRT)是风电厂并网运行的重要条件,提出了一种集成Crowbar硬件电路与网侧变流器不对称加强控制的LVRT综合控制策略。该策略中Crowbar优化投切判据根据电网故障类型自动判断投入切出时间,具有更强的灵活性及适用性;网侧变流器(GSC)在改进不对称预测电流控制的基础上增加了无功输出补偿控制,具有控制模型精确、控制效果好、具备无功支撑能力的特点。采用RTDS(实时数字仿真器)和自主开发的DSP控制器,开发了DFIG风电机组LVRT的数字/物理混合实时仿真系统,并对一台2MW风电机组进行了电网三相短路与两相短路下的LVRT数字/物理混合实时仿真,验证了所提综合策略的正确性和混合仿真方案的有效性。     

双馈风电机组模型简化的主要步骤和关键技术分析

针对风力发电系统的电磁暂态模型复杂、计算速度慢的问题,研究了风力发电系统的简化模型。针对双馈风电机组中可以进行简化或降阶的模块,提出了对发电机模型、轴系模型、变流器及其控制模型分别进行简化或降阶,由此获得了不同的双馈风电机组简化模型。对于发电机模型可分为:五阶暂态模型、三阶暂态模型和一阶可控电流源模型;对于轴系模型有:三质量块模型、双质量块模型和单质量块模型;针对变流器及其控制模型的简化又可以分为:将变流器用可控电压源代替,形成电磁简化模型;将发电机/变流器模型用可控电流源代替,形成机电暂态模型。在此基础上比较了各个环节的关键技术,分析各简化方法的优势与不足;进而展望相关重要研究课题与方向。     

计及锁相误差的双馈风电并网系统暂态过电压特性与抑制

风电并网系统交流短路时,锁相环(PLL)锁相误差导致风机功率耦合,在故障清除时产生暂态过电压,亟须开展计及锁相误差的暂态过电压机理、特性与抑制策略的研究。首先,分析PLL参数、故障位置及故障类型对暂态过电压的影响。然后,以三相故障为例揭示了相位跳变的特征及锁相误差引起暂态过电压的机理,提出基于改进型PLL结构与锁相误差补偿的转子侧变流器、定子侧变流器控制策略,实现对双馈风电机组(DFIG)暂态过电压的主动抑制。最后,仿真验证了所提策略在实现DFIG故障穿越的同时还能够进一步抑制暂态过电压。     

扩展MPPT运行区间的双馈风电机组智能双模控制策略

为扩展双馈型感应发电机(DFIG)最大功率点跟踪运行区间,提高其在低风速区间的发电效率,首先,文中提出了一种智能双模控制策略,通过机侧变流器控制策略的调整以及必要的开关切换,DFIG可根据风速不同自动地运行于两种模式:传统DFIG模式及DFIG定子短路模式。然后,针对模式切换过程时间短的需求以及冲击大、影响久的特点,重点研究了文献鲜有提及又极为重要的模式柔性切换控制方法,特别是双向模式切换的具体流程、机侧变流器控制策略以及发电机负载的选取等。最后,基于RT-lab的硬件在环仿真结果表明,所提控制策略较好地发挥了DFIG的成本优势与全功率型发电机的宽变速范围优势,并实现了两种模式的快速、柔性切换。     

通用型新能源电力变换控制平台开发

针对使用场合不同,电力系统中变换器结构有所不同,控制方式、脉冲数、保护电路的保护参量、保护路数亦不尽相同,若为每种电力变换控制装置均设计特定的控制平台,将花费较长的开发周期和较高的成本。因此,针对变换器的典型应用场合及采样信号数、脉冲资源数和控制策略等方面的差异,分析通用型新能源电力变换控制平台在硬件、软件方面的需求,提出了一种基于"数字信号处理器(DSP)+现场可编程门阵列(FPGA)"的通用型新能源电力变换控制平台的设计方案,并对硬件、软件进行了模块化的设计和开发。通过开环及闭环控制实验,验证了控制平台硬件、软件设计的合理性及准确性。     

并网型交流励磁变速恒频风力发电系统控制研究

并网型交流励磁变速恒频风力发电系统存在不同的运行区域,各运行区域对应的控制方式有所不同。文中讨论了并网型交流励磁变速恒频风力发电系统的运行区域,指出并网控制和功率解耦控制是发电机重要的控制模式。在讨论双馈异步发电机数学模型的基础上,将磁场定向矢量控制技术应用于发电机控制,探讨了基于定子磁链定向矢量控制的并网型交流励磁变速恒频风力发电系统功率解耦控制策略和并网控制策略。构建了1台10kW的实验机组,对并网控制和功率解耦控制进行了完整的稳态、动态实验研究。实验结果表明,风力发电机控制性能优良,不但可在变速情况下可靠并网,而且并网后还能在变速恒频运行的基础上实现有功功率、无功功率的解耦控制。     

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、捕获最大风能的方法；在分析双馈型异步发电机数学模型和磁场定向矢量变换控制的基础上，提出了变速恒频风力发电机的有功、无功功率解耦控制策略，详细的仿真研究验证了控制策略的正确性和可行性。     

光伏电站输出功率影响因素分析

光伏发电系统的发电量取决于太阳辐照强度和温度等因素,其输出功率的变化具有间歇性和不可控性,大规模的光伏并网应用将对大电网的稳定运行造成冲击。光储联合应用将有助于降低光伏电源的负面影响,为了协调配置光伏系统与储能系统,需要深入了解光伏发电系统的输出特性。首先分析了大规模光伏发电系统并网应用对电网带来的影响,进而介绍了光伏发电原理和影响光伏组件输出的因素;然后依托某100 kWp光伏电站的实际历史运行数据,基于统计学方法,从气象因素如日类型、太阳辐射强度和温度等影响光伏出力的角度,对光伏发电系统的输出特性作了定性、定量的分析,从而归纳了光伏输出特性,最后据此提出了光伏电站输出功率的评价指标。     

风电并网系统阻抗稳定性分析及次同步振荡因素研究

该文基于适用于次同步振荡特性分析的系统元件序阻抗模型,建立双馈风电多机并网系统阻抗网络建模模型,并提出基于该模型的稳定性分析方法;综合频域稳定分析和时域仿真结果,多角度讨论分析风速、机组控制参数对系统次同步振荡的影响特性,对现有文献鲜有提及的风电机组(群)位置对次同步振荡影响差异进行了重点研究,发现了振荡现象与具体场景...