开关磁阻风力发电系统研究

针对传统的基于异步发电机、双馈发电机和永磁同步发电机的风力发电系统稳定性较差,风力发电系统的实验研究需要诸多条件、不易实现的问题,提出了一种在不具备风场实验条件情况下进行基于开关磁阻发电机的风力发电系统研究的方法,即采用直流电动机模拟风力机来进行开关磁阻发电系统的实验。建立了直流电动机模拟风力机的仿真模型,介绍了基于该模型的开关磁阻风力发电系统最大输出功率闭环控制方案。仿真结果表明,该控制方案能使所建立的发电系统快速进行功率调节并进入稳态工作。     

基于三电平逆变的开关磁阻发电系统的研究

新型开关磁阻发电机具有发电容量大、效率高、起动和发电组合容易等优点,三电平逆变器具有能减少开关损耗和滤波电感损耗并有降低开关应力等特点。利用三电平逆变器转换效率高的优势,结合新型开关磁阻发电机低风速发电特点,降低开关损耗和开关器件电压应力,提高装置可靠性。仿真实验结果表明:用三电平逆变器能够很好的实现开关磁阻发电机的逆变要求。     

开关磁阻风力发电机系统的控制方案研究

主要研究单相８／８结构开关磁阻发电机用于中小型网式风力发电系统的控制方案,在概述开关磁阻风力发电系统的构成,开关磁阻发电机的结构及主电路,风轮机的功率特性的基础上,分析比较了风力发电系统的三种控制方案（风速跟踪控制,转速反馈控制,功率扰动控制）,并针对实用价值产大的转速反馈控制方案,研发出一套单片机控制系统,并给出了部分实验结果。     

开关磁阻发电系统并网逆变单元仿真研究

开关磁阻发电系统是航空电源发展的新方向,多发电机并网供电在航空电源系统中占有重要地位.为了实现输出电能平稳并网,需要输出电压在幅值、相位和频率上与主汇流条电压保持一致;在汇流条并网电压的变换过程中,采用空间矢量脉宽调制( SVPWM)波控制开关磁阻发电机的三电平逆变器输出模块,即可得到满足要求的电能.仿真实验表明,该发...     

开关磁阻发电机系统的故障仿真研究

开关磁阻发电机(SRG)系统出现各种故障模式,为研究多电飞机开关磁阻发电系统的容错性能,建立了关于开关磁阻发电机系统的仿真模型,通过对所建模型施加不同的故障条件,研究了系统在功率变换器故障、负载故障、原动机转速异常、电枢绕组开路、短路等故障下的电压、电流输出波形,仿真了故障运行机理,并对其中的破坏性故障进行了规避处理。研究结果表明,开关磁阻发电系统具有较高的容错性能,适合应用于多电飞机主电源系统。所采用的故障通过建模分析方法也为开关磁阻发电系统的故障诊断和容错研究提供了一定参考。     

小功率开关磁阻风力发电系统模拟装置研发

分析开关磁阻电机风力发电工作原理,推导其非线性数学模型,在MATLAB仿真平台上建立基于PWM斩波和APC复合控制的开关磁阻发电系统仿真模型,进行相关仿真实验,为硬件电路设计的参数选择提供帮助。以DSP为控制核心,设计开关磁阻风力发电系统功率主电路与控制电路,实现小功率风力发电。实验和性能测试验证了设计方案的可行性与有效性。     

离网型风光混合能源发电系统的仿真研究

风光混合能源发电系统是为了弥补独立的风力发电系统和光伏发电系统不足而设计的独立发电系统,可以充分利用风能和太阳能资源,具有无污染供电质量好等优点.为了提高风光互补发电系统的利用率,满足负载的供电要求,必须对系统能量进行有效管理.风光双通道的输出电压具有共直流母线的特点,如何配置风力发电机、光伏电池板和蓄电池来满足负载需求,为使风光混合能源得到充分利用,采用MATLAB/Simulink平台环境,建立风力机、发电机、光伏阵列、Buck变换器、双闭环控制器等子系统模型;用内环电流、外环电压控制的双闭环PWM技术,分别对风光混合能源发电系统的输出电压进行控制,对比分析无储能元件的系统性能;在风能和太阳能能量交替出现情况下,对风光混合能源发电系统进行性能研究,分析了随机性扰动输入下系统的实际模态与性能仿真,结果表明了系统模型和控制策略的正确性,为指导实际工程优化提供了理论依据.     

车载SRG风力发电的镍氢电池充电优化控制

针对纯电动汽车续驶里程短的缺点,提出了一种新型基于开关磁阻发电机(Switched Reluctance Generator,SRG)风力发电的双电压式电动汽车供能系统,在车辆行驶或静止时利用SRG风力发电对车载镍氢电池充电,也可给车内其他负载供能,利于增大电池可利用区域。给出并分析基于SRG的镍氢电池充电系统结构,建立SRG发电数学模型,采用电流跟踪Buck电路控制充电电流,省去了常规充电中的变流环节;分析研究镍氢电池的充电特性,采用恒流和模糊控制混合调节充电电流大小,以使电池端电压平稳上升,优化充电过程。建立基于SRG的镍氢电池充电系统仿真模型,仿真结果表明整个系统简单可行,镍氢电池端电压变化率小,验证了充电优化控制策略的有效性,可提高镍氢电池充电效率和使用寿命,具有一定的工程应用价值。     

开关磁阻风光互补发电系统最大功率输出研究

针对风能和太阳能等新能源的间歇性、可变等不稳定性特征,利用风能和太阳能的资源互补特性,将风能和太阳能通过转化、储存、控制等手段,形成稳定的电力输出。研究太阳能光伏发电系统和开关磁阻风力发电系统最大功率跟踪策略,提出一种适应天气变化较快的基于输出电压控制的最大功率点跟踪算法,结合蓄电池的智能控制策略,实现智能风光动态互补。MATLAB仿真实验验证了该控制方法的可行性和有效性。     

低速直驱开关磁阻风力发电系统模拟装置研究与实现

分析开关磁阻电机的发电原理及其非线性模型,在MATLAB仿真平台上构建开关磁阻风力发电系统相应的仿真研究模型,设计一套基于DSP的低速直驱开关磁阻风力发电系统,实现低速直驱风力发电。实验和测试结果证明设计方案正确,系统运行可靠。     

基于双PWM变换器的开关磁阻风力发电系统研究

为实现开关磁阻（SRG）风力发电系统中能量在电网与电机之间的双向流动,提出T一种基于双脉宽调制（PWM）变换器的控制方案。机侧变换器进行矢量控制,调节定子有功、无功功率;网侧变换器控制直流母线电压的稳定,调爷网侧功率因数。分析了双PWM变换器的数学模型,并在其d—q轴数学模型的基础上研究r网侧变换器的控制策略,讨论了通过电网电压定向矢量控制实现交流侧功率因数和直流母线电压控制的方法,并利用空间矢量调制方式（SVPWM）对网侧变换器进行控制。基于E述方案建立了SRG系统仿真模型,仿真结果表明,基于电网电压定向的双PWM变换器矢量控制策略能使SRG系统得到快速动态响应并实现高功率因数输出,从而满足变速恒频（VSCF）发电系统的要求。     

交流励磁变速恒频风力发电系统建模与仿真

引入了交流励磁变速恒频风力发电系统中基于定子磁链和定子电压定向的矢量变换控制技术,以PSCAD/EMTDC为平台,针对整个交流励磁变速恒频风电系统从空气动力学系统到机电、控制系统建立了完整的动态模型,进行了追踪最大风能的变速恒频发电运行及网侧变换器控制的仿真研究,首次考查了以实际风电现场为模型的最大风能追踪效果,仿真结果表明了基于矢量变换控制策略所建立的风电系统可实现有功和无功功率的独立调节,满足变速恒频风力发电和最大风能捕获的需求,且实现了以实际风电现场环境为模型的最大风能追踪控制策略.     

基于双BOOST电路的正弦波逆变器的研究

本文介绍了采用SPWM控制的双BOOST DC／AC逆变器的工作原理与控制方式,并用saber仿真软件对该逆变器进行了仿真,表明了这种逆变器DC／AC变换、升压功能和良好的动态性能。     

基于MCU和CPLD的开关磁阻电机控制器的设计

以MCU和CPLD为核心,研制了一种通用的开关磁阻电机控制器,与开关磁阻电机一起组成宽调速范围、高效节能的开关磁阻电机调速系统,克服了直流和交流电机调速系统的一些缺点,实践证明,该系统能很好地应用于各种通用调速场合,具有成本低、控制灵活、自适应能力强及适用范围广等优点.     

Modeling of an efficient high power wind energy conversion system using self-excited multi-phase machines

Self-Excited Multi-phase Induction Generators (SEMPIG) producing power from wind turbines infar-flung fields are receiving the interest of recent researchers. Small and medium energy wind generators involve 3-phase induction generators. SEMPIG with significant reliability, better fault tolerance, reduced harmonics, and high power-handling capability using reduced current per phase and maintaining the same per phase voltage makes it the promising contender in high-power WECS. This investigation analyzes the proficiency of energy efficient stand-alone self-excited seven-phase induction generator (SE7PIG) in wind energy schemes. This paper develops a cogent model from the two-phase equivalent circuit of SE7PIG using Matlab/Simulink. The study examines the modeling aspects of the SE7PIG with incorporated significant 7-rectifier and 7-phase inverter. The machine operational parameters speed, torque, voltage and current are presented. The 2MW WECS with 7-phase induction generator is analyzed with and without DC link converter. The results are compared with the 3-phase counterpart to illustrate the efficacy of SE7PIG for megawatt wind-power generation. The paper confirms the competence of SE7PIG with better fault tolerance and significant energy output with a decrease in phase current.     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.     

双馈系统在电网故障下不间断运行的研究

为更好地研究风力发电机在一定的电网电压跌落故障下的动态响应,以单台1.5 MW双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,设计了Crowbar电路,通过构建电网电压跌落仿真模型,分别对机端电压、电流、转子电流、输出的有功功率和无功功率、直流侧电压、电磁转矩在故障期间的动态响应进行了仿真。探讨了相应的控制策略,为进一步研究低电压穿越标准下的控制策略提供了依据,同时也为研制兆瓦级变频器打下基础。测量结果表明这种控制方式能使DFIG在电压跌落故障下实现不间断运行,有效提高了DFIG风电机组运行的可靠性。