基于全功率变流器的失速型风电机组低电压穿越改造

提出了一种基于变流器的失速型风电机组低电压穿越改造方案。该方案采用全功率背靠背变流器,机侧变流器稳定定子电压,网侧变流器稳定直流母线电压并发出无功电流,实现了机组在电压跌落期间的有功平衡和无功补偿。结合失速型风电机组的特点,提出了一种以稳定定子电压为控制目标的机侧控制策略,并设计了电压电流双闭环控制来抑制机侧滤波电路带来的振荡。在MATLAB/Simulink中建立了780kW失速型风电机组仿真模型,并在110kW电机平台上进行了实验,验证了方案的可行性。     

非理想电网条件下双馈式风电机组的运行控制策略

随着风电在电网中比例的增大,双馈式风电机组必须更好地适应电网中可能出现的非理想状况,例如谐波、电压跌落等。针对电网电压谐波问题,在转子侧变流器中采用PI+谐振控制器,抑制定子输出电流的低次谐波含量。针对低电压穿越问题,分析了电压跌落时的暂态过程及转子Crowbar电阻的影响,对转子Crowbar电阻的参数进行校核修正,并对Crowbar电路的投切控制进行优化。在接入某电力系统动模实验室的双馈式风电模拟系统上进行了实验,验证了所提控制策略的有效性。     

电网不平衡下基于自适应观测器的锁相环研究

电网不平衡条件下,传统软件锁相环已经不能准确跟踪电网电压的频率和相位信息,且无法直接得到电网电压的正负序分量。针对传统软件锁相环的缺陷,提出了一种静止坐标系下基于自适应观测器的软件锁相环算法。算法设计了电网电压角频率的自适应观测器模型,通过定义Lyapunov函数,推导出电网角频率的自适应律,并设计了使得观测器稳定的增益矩阵。该算法不仅可以观测到电网的频率、相位等信息,同时可以得到电网电压正负序分量。仿真和实验结果表明,基于自适应观测器的锁相环具有检测精度高、动态效果好等优点,当电网处于各种不平衡条件时更能显示其优越性,可为风电网侧变流器的算法改进提供有效的控制基准。     

永磁直驱风电系统PMSG的内模控制策略研究

介绍了PMSG控制策略和内模控制的工作原理.采用内模控制策略设计电机侧PWM变流控制器的速度调节器与电流调节器,使控制器参数直接与电机参数相关联,实现对PMSG的控制.仿真结果显示,采用内模控制具有良好的稳态与动态性能,对输入机械转矩、转速给定等外部条件变化的响应速度快,对电机参数误差具有较强的适应性;内模控制应用于永磁直驱风电系统PMSG的控制,容易获取优化的控制器参数,可以有效提高控制性能.     

风电机组传动链测试平台数据采集系统设计

风电机组传动链测试平台要实现对齿轮箱、风力发电机和风电变流器等机组传动链关键部件运行状态的测试评估,测试项目多且信号采集复杂。根据传动链测试项目及其特征参量完成了系统测试量部署,设计了一套基于PXI平台的数据采集系统,实现测试平台中电气量、载荷量、温度以及振动噪声等多种信号的同步采集与数据处理,通过在100 kW风电机组传动链测试平台实验,验证了设计的数据采集系统能够很好地满足风电机组传动链测试需求。     

具有参数自适应特性的并网变流器无交流电压传感器控制方法

针对当前无交流电压传感器控制技术中存在的电压观测器适用性问题,研究了一种基于参数自适应电压观测器的无交流电压传感器控制方法。阐述了基于二阶广义积分器构造的电压观测器原理,提出利用锁相环在线实时反馈电网频率信号的频率自适应控制方法。在此基础上,利用简化模型分析电感参数偏离实际值情况下的向量关系,提出一种具有电感参数自适应特性的改进电压观测器。应用所提的改进控制方法,可实现频率和电感参数自适应的并网变流器无交流电压传感器控制,提高了并网变流器的电网适应性。     

一种适用于独立运行风电系统的变流器

小型独立风力发电系统可以有效解决偏远地区的供电问题.研制了一种适用于小型风电系统的变流器,使用三相半控桥作为输入侧整流电路,使变换器可以适应较宽的风速范围,高风速时能够有效限制流入变流器的功率,可以省掉常规使用的卸荷电路.由单片机构成的数字触发电路对晶闸管进行控制,由基于EPROM的数字SPWM调制器实现全桥逆变器的二重移相PWM控制.试验结果表明所选用的电路结构和控制策略实现简单、可靠性高,具有较宽的输入电压范围,能够输出良好的正弦电压波形.     

大型变速恒频风力发电机组建模与仿真

基于SIMULND技术,利用双馈感应发电机、风力机、电压型变流器、电压型逆变器的数学模型建立了相应的仿真模型;并对定子侧直接与50Hz电网连接,转子侧连接AC/DC/AC变流器的典型变速恒频风力发电系统进行了仿真验证.几个单独的风力发电系统子系统可以通过级联的方式构成大型风力发电场来模拟整个电网的运行情况.仿真结果表明,DFIG仿真模型的正确性和验证大型风电场的有效性.     

直接驱动型全功率变流风力发电系统

从等效电路的角度分析了两级联H桥输出五电平的工作模式.为了满足直驱型风电系统对变流器的大功率要求,采用载波相移正弦脉宽调制技术(CPS-SPWM)控制级联H桥变流器,并对比了常规CPS-SPWM调制方法和对称调制法在实现五电平输出上的差异,经仿真和试验验证:这种拓扑结构满足直驱型风力发电系统对变流器的要求,说明CPS-SPWM调制方法适用于直驱型风力系统中的大功率变流器,在提高装置功率容量的同时,可以有效地减小变流器输出谐波,调节输出波形,提高整个装置的信号传输带宽.     

电网对称故障下双馈风电机组的载荷优化控制

电网电压骤降引起发电机电磁转矩的暂态波动,这会引起传动链上显著的暂态冲击,降低了传动系统特别是齿轮箱的使用寿命。文中通过FAST和MATLAB/Simulink联合仿真,建立了5MW双馈风电机组机械和电气暂态模型,分析了电网对称故障对传动链扭转载荷的影响。提出了一种基于线性二次型调节器(LQR)的转矩阻尼控制器,来降低故障恢复期间的载荷。仿真结果表明,提出的方法有效地抑制了传动链的扭振。