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。     

交流励磁变速恒频风电系统运行研究

随着风电机组单机容量的不断增大，采用变桨距风力机实现最大风能捕获和利用的变速恒频发电已成为当前风电技术的研究热点。文中从理论到实践全面讨论了双馈发电机交流励磁变速恒频的发电原理、对交流励磁变频器的要求，以及为追踪最大风能捕获、实现发电机有功、无功功率独立调节和变速恒频下空载并网控制的定子磁场定向矢量控制策略。实验风电机组的空载、并网、同步速上、下的发电运行全面验证了所提出的交流励磁变速恒频关键风电技术的正确性，为大型风力机组的工程实现奠定了一定的理论及技术基础。     

计及滤波电路损耗和多重限制的DFIG无功极限计算

风电机组的无功控制可极大提高风电场的灵活性,准确求取无功控制安全运行域不仅可以为各种控制策略的实现提供可靠边界,还可以减少无功补偿装置投资。文中以目前的主流机型——双馈感应发电机(DFIG)为研究对象,建立了其dq旋转坐标系下的数学模型。在此基础上,结合矢量控制的定向方式,对定子无功极限,考虑转子侧变流器(RSC)容量、RSC运行电流以及DFIG容量3个限制因素;对网侧变流器(GSC)与电网交换的无功,考虑GSC容量和最大运行电流2个限制因素,推导了计及网侧滤波电感无功损耗的无功极限解析式。最后,时域仿真验证了解析式的正确性,基于算例参数的仿真结果表明,计及网侧滤波电感损耗最大能避免总无功出力8%的误差,DFIG无功极限计算需要综合考虑多重限制因素。     

分布式控制模式下的分散式风电无功电压控制策略

以分散式风电为对象,提出了分布式控制模式下的分散式风电无功电压控制策略,包括控制节点选择、无功指令计算、无功指令分配。分布式控制模式仅利用发电单元间局部通信网络实现,避免了集中式控制模式通信要求高、投资大等缺点,有较好的可扩展性和鲁棒性。仿真算例结果表明,在所有节点电压越限情况下,充分利用分散式风电机组的无功输出能力,实现对系统电压的高效调节,验证了在仅利用局部通信网络的分布式控制模式下实现分散式风电无功电压控制策略的可行性。     

基于贝叶斯网的知识集群研究*

为了解决知识服务站点上传统知识分类模式的限制,根据社会学中集群行为观点,将网络用户的访问行为看作集群行为,且根据用户集群行为在知识服务网上对知识项的访问提出知识集群概念。结合访问日志库中的记录以及用户集群行为的时段性特点,利用贝叶斯网中变量之间概率依赖关系的优点,构建一种动态的、基于用户集群行为的知识聚合模型：知识集群模型,此模型将用户访问的知识项看作网络节点,利用概率推理得出节点之间依赖关系,最终动态形成知识项聚合。通过实验数据,证明了此模型方法的可行性及有效性。     

直流换相失败下双馈风电机组特性描述及暂态过电压抑制

基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电因传输容量大而在中国规模化风电外送中得到广泛应用。当LCC-HVDC系统发生换相失败时,其在暂态过程中的无功功率大范围波动将导致送端电网电压剧烈变化,对风电的稳定运行产生极大的影响,导致脱机等事故的发生。直流系统换相失败工况与交流电网短路故障有较大差异,因此亟须对该工况下的双馈感应发电机（DFIG）暂态特性及故障穿越方法进行研究。首先,分析了换相失败时送端电网的暂态电压形态特性,揭示了暂态过电压的形成机理。然后,采用分段线性描述方法对电网电压连续变化下的DFIG暂态磁链特性进行了解析,并结合DFIG无功输出方程提出了一种适用于换相失败故障的改进低-高电压故障穿越及过电压主动抑制策略。最后,通过PSCAD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,提高了系统稳定性与灵活性。     

考虑转子电压电流耦合全补偿的双馈感应发电机改进PI-R电流控制策略

对电网谐波环境下基于PI-R电流控制器的双馈感应发电机(DFIG)控制策略进行了改进。建立了计及电网谐波的DFIG动态模型,分析了电网谐波环境下实现DFIG控制的常用方法。针对常用控制策略中未考虑DFIG转子谐波电压和谐波电流之间耦合的问题,提出了相应的改进方法,即通过对转子谐波电压和谐波电流间的交叉耦合进行补偿,实现了快速动态解耦控制,改善了控制性能。给出了考虑转子谐波电压电流耦合补偿的PI-R电流控制器设计方法。在PSCAD/EMTDC上进行了仿真,验证了改进方案的正确性和有效性。仿真证明,所提出的改进策略在保留PI-R控制器对交、直流量实现无静差控制特性及其良好的频率选择性的同时,更加有效地抑制了电网谐波对DFIG转子电流畸变和功率脉动的影响,进一步提升了电能质量。     

适应多类型电网故障的储能系统预测电流控制与LVRT策略

为了实现储能装置的功率转换系统(Power Conversion System,PCS)在电网发生对称和不对称故障时的低电压穿越LVRT(Low Voltage Ride Through,LVRT)控制,考虑到目前PCS控制方面的不足之处,通过分析预测电流控制原理,推导α-β坐标系中PCS瞬时功率方程,设计了一种电网故障情况下PCS的LVRT控制策略。建立基于PSCAD的84 kW储能电池PCS系统,针对电网多类型故障进行仿真;在已有控制策略经过仿真验证之后,又将该策略移植到硬件设施中进行实验。仿真结果表明,该控制策略可以有效实现储能系统的低电压穿越功能。     

改进电压模型的异步电机无速度传感器矢量控制

无速度传感器矢量控制技术能够有效提高交流传动系统的可靠性,降低系统成本。该技术的核心问题是准确获取电机转子转速,并将其反馈到速度闭环控制环节。介绍一种采用改进模型参考自适应转速估计方法的异步电机矢量控制系统,克服了一般电压模型低速观测不准确的缺点。另外,为了消除外界干扰的影响,对模型做了抗噪声处理。利用PSCAD进行系统仿真,仿真结果表明该方法具有较好的低速控制效果和较强的鲁棒性。     

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。