交流励磁变速恒频风力发电机的运行控制及建模仿真

探讨了交流励磁变速恒频风力发电系统的运行原理，分析了并网前、后双馈异步风力发电机的运行特点和控制目标，研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制和最大风能追踪控制。采用分开建模、分时仿真的思路，建立了包括并网控制和风能追踪两大模块的交流励磁变速恒频风力发电仿真系统。两个模块包括不同的发电机模型和控制策略，通过分时工作和数据转移的方式完成并网前、后整个过程的系统仿真。完整的仿真研究验证了交流励磁变速恒频风力发电机建模及控制的正确性与有效性。     

变速恒频双馈风力发电机并网控制策略仿真研究

根据变速恒频双馈风力发电机组的运行特点,将矢量变换控制技术应用于发电机并网控制。利用Maflab软件建立空载并网仿真模型,对并网前的空载运行、并网时的过渡过程进行了仿真研究。仿真结果表明,所采用的空载并网技术是变速恒频双馈风力发电机的一种较理想并网方式。     

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。     

基于电压闭环的双馈风力发电软切入控制

传统的风力发电并网技术在并网瞬间会产生很大的冲击电流,严重威胁发电机及电力系统的安全.为研究空载并网技术,设计了一套30 kW变速恒频双馈异步风力发电机励磁控制实验系统.根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特性,采用背靠背变流器作为双馈异步发电机(DFIG)的励磁源.分析了基于旋转坐标系统下的DFIG的数学模型,采用定子...     

双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略

传统的风力发电并网方式主要有直接并网和降压并网,在并网瞬间会产生很大的冲击电流.根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将矢量控制的电网电压定向技术应用于双馈发电机的并网发电上,提出一种基于电网电压定向的双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略,即在定子开路条件下,根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流,在变速条件下实现几乎无冲击电流并网和输出有功、无功功率的解耦控制,建立了交流励磁发电机空载并网及稳态运行控制模型.仿真和实验结果表明,本文所提出的空载并网方式是变速恒频风力发电的一种较理想的并网方式.     

双馈风力发电机的空载并网控制研究

通过分析交流励磁变速恒频风力发电机组运行特点,将矢量变换技术应用到发电机并网控制上,应用了一种基于定子磁场定向转子电流开环控制策略,分析了定子电压、频率、幅值及相位的控制规律,建立发电机空载并网仿真模型,对并网前的空载运行、并网的过渡过程进行系统仿真.仿真结果表明,该控制策略有效地控制了发电机的定子电压与电网电压在幅值、相位、频率上的一致,是一种较理想的并网方式.     

交流励磁变速恒频风力发电机并网控制策略

随着风电机组单机容量的不断增大,发电机并网时的电流冲击已不能忽视,必须对并网控制技术进行深入研究。在总结现有风力发电机并网技术的基础上,研究了交流励磁变速恒频风力发电机与电网间的“柔性连接”特性,即可通过励磁控制调节发电机输出以满足并网条件。将磁场定向矢量控制技术移植到并网控制中,建立了交流励磁变速恒频风力发电机并网控制策略,最后进行了实验研究。     

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.     

变速恒频风力发电机空载并网控制策略

将磁场定向的矢量控制技术应用到双馈风力发电机并网控制中,建立了交流励磁变速恒频风力发电机空载并网控制策略,实现了转子侧电流与磁链的解耦控制.为了说明该控制策略的有效性,用Matlab/Simnlink建立了空载并网仿真模型,进行了仿真分析,并在11 kW双馈风力发电系统平台上进行实验验证,仿真分析和实验结果均表明该控制...     

双馈风力发电空载软并网控制

通过分析交流励磁变速恒频风力发电机组运行特点,将矢量控制技术与滑模变结构控制(SMC)结合起来应用在双馈风力发电机(DFIG)空载并网控制上,得到了一种新型并网控制策略。实验结果表明:在空载并网SMC下,能提高空载定子电压电能质量,DFIG并网时冲击电流较小,控制策略是可行的。     

基于自抗扰控制器的变速恒频风力发电并网控制

通过分析交流励磁变速恒频风力发电机组运行特点,将矢量控制技术与自抗扰控制器（ADRC）结合起来应用于双馈发电机空载并网控制上,得到了一种新型并网控制策略。该控制方案不需要精确电机参数就可以实现并网,控制器的设计也不需要建立精确的数学模型。自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动,通过前馈补偿的方法可将系统模型等效为确定性的积分串联型对象。控制系统包括两个采用ADRC的电流控制器和一个基于"微分检测"的电压控制器。仿真表明控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的鲁棒性,并网控制系统具有优良的动态性能。     

变速恒频双馈风力发电功率偏差控制技术研究

变速恒频双馈风力发电系统是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的.在分析交流励磁变速恒频双馈发电原理及双馈电机数学模型的基础上,阐述了一种新颖的基于定子磁场定向的变速恒频双馈风力发电系统功率偏差控制策略,并在实验室3 kW变速恒频双馈风力发电系统模拟系统上进行了实验研究,实验结果表明了该算法的有效性.     

基于变结构控制的变速恒频双馈风力发电机并网控制

将矢量控制技术、逆系统方法、变结构控制技术相结合,提出了一种新的变速恒频双馈风力发电机空载并网控制策略.双馈异步发电机的数学模型在m一t坐标系下是一个非线性耦合系统.采用逆系统方法将转子电压方程线性化解耦,构造出伪线性系统;然后,设计伪线性系统的变结构控制律;利用Matlab软件搭建了变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型,进行仿真分析.仿真结果表明,所采用的控制策略能够完成发电机平滑接入电网,并网运行效果理想,实现了定予输出有功与无功功率的独立调节.与PI控制方案相比,变结构控制方案具有更好的动态响应性能.     

直驱永磁同步风力发电机的最佳风能跟踪控制

与双馈交流励磁风力发电系统相比,直驱永磁同步风力发电系统具有结构简单、发电效率及运行可靠性高等优点。文章采用双脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)变换器作为直驱永磁同步发电机的并网电路,根据风力机和发电机的运行特性提出了一种基于最佳功率给定的发电机最大风能跟踪控制策略。建立了基于双PWM变换器的直驱永磁同步风力发电实验系统,实验结果验证了所提出控制策略的正确性。该发电系统可实现最大风能跟踪控制、并网有功和无功功率独立控制以及变速恒频发电运行。     

变速恒频风力发电机用交流励磁电源的研究

变速恒频风力发电系统追踪最大风能过程中,双馈发电机将在同步速上下运行,这就要求交流励磁电源应有良好的输入、输出特性和能量双向流动的能力.在分析了其他变频器的局限性后,指出了双PWM变频器是交流励磁的最佳电源方案,详细地讨论了电压型双PWM变频器的工作原理与控制策略.实验结果表明,这种变频器可以很好地满足交流励磁发电机变速恒频运行的要求.     

变速恒频双馈风力发电机并网积分型变结构控制

为了实现变速恒频双馈风力发电机平滑的接入电网,将积分型变结构控制(IVSC)与磁场定向矢量控制相结合,提出了一种空载并网控制策略。控制系统包括两个采用IVSC的电流控制器和一个基于变速积分的电压偏差控制器,以增加系统在全局范围内对各种扰动的强鲁棒性和动态性能。由于IVSC控制的不连续性,会使转子侧电流产生抖振,因此在切换控制中加入了饱和函数,使系统在边界层内产生准滑模运动,以减小转子电流的抖振,降低定子电压的谐波畸变率。利用PSCAD对并网前的空载运行、并网时的过渡过程的仿真结果表明,传统的PI控制相比,该策略对各种扰动具有更好的鲁棒性。     

变速恒频风力发电的最大功率捕获控制研究

通过分析变速恒频风力发电系统风速与风力机功率的数学关系,提出了一种变速恒频风力发电最大功率捕获方法,并编写了风力机最优转速的设定程序,通过仿真验证了该方法的可行性和有效性。然后研究了变速恒频风力发电系统双馈电机励磁电流和转矩电流的解耦控制、最大风能捕捉与对双馈电机控制的要求,并针对双馈发电机的数学模型,建立了基于定子磁链定向矢量控制的变速恒频双馈风力发电系统最大功率捕获系统模型。