双馈风力发电机空载并网控制策略研究

根据变速恒频双馈风力发电系统的运行原理,基于定子磁链定向的矢量控制技术和网侧变换器电网电压定向的矢量控制技术,设计了双馈风力发电机空载并网控制系统,实现了双馈风力发电机的柔性并网和有功功率与无功功率的解耦控制及最大风能追踪.基于Matlab/Simulink仿真平台,对双馈风力发电机空载并网模型进行了仿真,并利用试验设备对双馈风力发电机空载并网进行试验验证.通过对仿真和试验结果的对比分析,验证了所提控制方法的正确性和有效性.     

双馈风力发电机空载并网控制策略对比分析

以双馈式风力发电机空载数学模型为基础,分析现有双馈风力发电机并网控制策略原理,并从响应速度、控制精度及控制稳定性等方面对其进行综合对比。然后基于PSCAD/EMTDC仿真,对理论分析结果进行验证.仿真表明基于滞环比较电压开环控制,响应速度快,但精度较差;SPWM电压开环控制策略,精度较好;电压闭环控制策略稳定性好,响应速度较慢;滞环比较电压闭环控制在保持精度的基础上响应速度更快,与分析结果一致。最后通过不同初始运行转速的双馈风力发电机自动并网仿真,证明在超同步、亚同步以及同步状态下,以上4种控制策略均能实现双馈风机的顺利并网,且基本没有冲击电流.     

双馈异步风力发电机矢量控制研究

根据交流励磁变速恒频风力发电系统的运行特性,将矢量控制技术应用于双馈异步风力发电机的控制.机侧变流器采用定子磁链定向矢量控制,网侧变流器采用电网电压定向矢量控制,2个控制器共同作用,其工作状态根据双馈异步风力发电机的运行状态自由切换.试验结果表明:本控制方法能实现功率的双向流动,保证了双馈异步风力发电机稳定的并网运行.     

不平衡电网电压下并网型双馈感应发电机励磁控制策略

通过坐标变换推导出双馈感应发电机在正、负序坐标系下的电压方程和磁链方程,建立了正、负序坐标系下基于定子正、负序磁链定向的并网型双馈感应发电机数学模型.分别给出负序控制系统4类不同控制目标时转子负序电流指令值,得到适应于电网电压不平衡的双馈感应发电机在正、负序坐标下的励磁矢量控制策略.     

变速恒频双馈风力发电机空载并网滑模控制

根据矢量控制方法,基于积分切换函数的滑模变控制,设计了变速恒频风力发电机的并网控制策略,使系统在全局范围内对参数摄动和外部扰动都具有很好的自适应能力.在控制器中引入了饱和函数,降低了控制增益的大幅切换,保证了定子电压的稳定性.对并网前的动态响应、并网时的过渡过程以及该控制方法对外部扰动的不灵敏性,用PSCAD做了相应的仿真研究,并与传统的PI控制进行对比.     

双馈风力发电机直接转矩控制的研究

详细研究了风力发电系统中双馈电机采用直接转矩控制的原理，在此基础上组建了由ABB公司的ACS 800-67作为控制设备的控制系统.在实验室中采用该控制系统对双馈电机进行现场模拟实验.由于ACS 800-67控制设备采用了直接转矩控制策略，因此对该设备的直接转矩控制器进行了研究.结合所研究的双馈电机直接转矩控制理论对实验数据进行分析，结果证明双馈电机直接转矩控制在风力发电系统中具有利用风能发电效率高、并网冲击电流小、并网同步速度快的优点.     

双馈风力发电机控制策略的仿真研究

变速恒频双馈风力发电机组主要工作在同步速附近,在这一运行区域转子励磁电流频率很低(同步速时为0),通过转速来调节转子励磁频率很难保证双馈发电机输出功率的稳定.通过对东北新能源公司大连驼山风电厂东汽FD77E型风机实际运行情况的研究分析,将DTC技术应用到双馈风力发电机的控制领域.首先对直接转矩控制技术进行了理论分析,阐述了它的工作原理和系统结构,进而推导出控制方程,并给出了具体的控制框图,然后利用MATLAB进行了仿真研究,仿真结果验证了理论分析和提出的策略是可行的.     

双馈感应发电机风力发电机组矢量控制研究

从并网风力发电系统的发展趋势出发,对现代风力发电机组进行了比较.分析了双馈感应电机数学模型及其定子磁链定向矢量控制模型,论证了其无功功率和转矩的独立控制的可行性,探讨了转子电流解藕控制的控制方案并给出了PID团环控制方案.在数学模型的基础上搭建了MATLAB/SIMULINK仿真模型对结论进行了验证.     

双馈风力发电机故障穿越改进控制策略

提出一种基于并网双馈风力发电机的多机电力系统中DFIG功角概念,揭示所定义的功角与DFIG端电压跌落的关系;并提出改进的磁通幅值相角控制即IFMAC策略.相比于磁通幅值相角控制(FMAC),所提控制方案可以在系统故障时期更好地支撑DFIG的端电压.大规模电力系统计算实例验证了IFMAC的有效性及其相比于FMAC的优越性;仿真结果表明,所提出的控制策略可以提高并网双馈风力发电机的故障穿越能力,改善系统暂稳裕度.     

变速恒频双馈风力发电系统实验研究

为方便在实验室对双馈风力发电系统进行研究，研制了一套双馈风力发电实验平台．为在该实验平台上实现双馈风电系统的并网运行，给出了基于定子磁链定向的双馈感应发电机并网运行励磁矢量控制策略，并对空载并网方式和直接并网方式进行了比较．在该实验平台上采用直接并网方式进行并网，并对并网型双馈风力发电系统运行特性进行了研究，实验结果表明，双馈电机通过直接并网方式并网时效果良好，并网后系统动静态性能良好．     

含双馈风电机组的配电网运行模拟

为了解决含双馈风电机组配电网的运行模拟问题,应用HOMER软件和PSASP软件,构建了风场环境模拟和交流潮流计算交替进行的含双馈风电机组配电网的运行模拟模型.通过代表日风电场环境模拟生成,双馈变速恒频风电机组的电源模型的构建,含风电机组配电网的潮流计算,实现了相应的运行模拟过程.IEEE14节点算例表明了论文所提运行模拟方法的可行性,分析结果说明了风电机组对配电网运行指标的影响.     

风力发电并网对电网的影响

近几年随着大容量风力发电机的问世,建设大规模风力发电场成为发展趋势.但是大规模风电开发也带来了许多问题,其中,最突出的就是风电并网对我国现有电网格局的影响.根据风能的产生、风力发电在我国的利用以及风电机组发电的特点,系统地分析了风电并网对我国电网系统的影响,为促进以后风能资源的开发利用以及提高电网接受风电场的能力提供了一定的参考.     

改进的双馈风电机组低电压穿越能力研究

针对风电机组低电压穿越能力的要求,在分析Crowbar电路和串联制动电阻(SDBR)保护原理的基础上,提出利用两种方式结合的方法来改善双馈风电机组的低电压穿越能力。利用Matlab/Simulink仿真平台建立基于双馈风力发电机的风电系统仿真模型,并将仿真结果同不加任何保护装置的风电系统各参数进行对比。结果表明,改进的保护措施能有效保护风电机组,提高机组的低电压穿越能力。     

离网风电-网电互补的模拟供电试验

以离网风电一网电互补的抽油机供电关键技术研究为理论基础,确立了离网风一网互补供电系统模拟试验研究方案;通过建立模拟试验平台,确定了风力发电机模拟发电系统,并基于计算机设计了一套完整的信号测量与控制系统;进行了模拟供电的试验研究．     

风电接入对山东电网的影响及对策研究

本文简要介绍了山东省风电现状及发展规划,通过分析风电场接入对山东电网的影响,提出了减少风电并网影响的建议。     

并网双馈风力发电机组的建模与仿真

基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了双馈风力发电机组/风力发电场的暂态模型.对风速变化下风电场并网运行的端口特性做了仿真,验证了模型的正确性.其次,对典型故障情况下并网风电场的运行进行了仿真,分析了转速、有功无功等量的动态响应,并验证了转子侧有Crowbar保护电路的双馈电机有一定的低电压穿越能力,有助于故障情况下电网的恢复.     

电力电子技术在风力发电中的应用综述

风能是不能储存能源,将风能转换成电能并输送到电网过程中,电力电子设备是关键因素之一．介绍了当前主要的风力发电机系统及其控制．针对最具有发展潜力的变速恒频双馈风力发电系统,分析其用于转速控制的电力电子变换器装置．分析了交流并网安装静止无功补偿器的意义,介绍了基于VSC的轻型直流输电原理．最后,描述了未来大容量海上风电场将更广泛应用电力电子装置．     

风电场无功电压控制研究

目的研究双馈感应发电机的无功发生极限,采用一种风场控制策略实现接入点电压达到控制的目标值,以实现风场内的协调控制.方法双馈感应风机机组作为主要无功源,以双馈风机风电系统的功率关系为基础,把并网点电压调节作为目标同时考虑到各机组机端电压的协调控制策略.按照机端电压近似相等的原则来整定各台机组的无功出力,针对所采用的策略应用PSAT仿真软件搭建风场模型并进行了仿真.结果优先控制风电机组进行无功功率调节,降低风电功率波动,仿真结果验证了策略的正确性和有效性.结论充分发挥双馈风机作为风电场的元素组成部分的调压能力,提高风电机组对系统正常电压波动的适应性,并且减少了无功补偿设备的无功输出,实现了快速调节.     

双馈异步风力发电系统Crowbar保护研究

目前,基于双馈异步发电机（DFIG）的风力发电系统,已被当前的风电工业界所广泛接受。为了满足新的入网规程的要求,必须对电网电压跌落期间双馈异步发电机的低电压穿越能力进行研究。本文首先分析了电网电压跌落的情况下DFIG的瞬态特性．继而总结、评价了Crowbar保护电路的两种类型,最后指出了影响Crowbar电路保护效果的因素,以期对双馈异步风电系统的低电压保护方案的选择和实现做进一步的探索和研究。