SRG风力发电系统最大功率跟踪控制研究

以8/6极开关磁阻发电机(SRG)为例,基于电机的非线性特性提出一种基于模糊PI控制器的改进型转速反馈最大功率跟踪策略:通过SRG转速及其变化率,确定模糊规则自行整定PI参数,调节励磁电流,控制电机输出功率,使系统运行于最佳工作点。在Matlab平台上搭建基于最大功率跟踪策略的SRG系统仿真模型,仿真结果表明:外界风速稳定时,SRG转速和输出功率均可平稳保持在理论最佳值;风速变化时,SRG系统可快速实现自寻优,具备良好的动静态性能,验证了SRG仿真模型的正确性和控制策略的可靠性。     

双转子永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪控制

为了加宽工作风速范围,在低风速时也能建压,提高风能利用率,介绍了一种新型的双转子永磁同步风力发电机,在分析了双转子永磁同步风力发电机的工作原理、数学模型的基础上,提出了一种适合低风速的双转子永磁同步风力发电系统的最大风能跟踪控制策略.仿真结果证明了控制策略的正确性,并且控制简单,运行可靠,具有一定的理论意义.     

直驱式风力发电系统的控制方法研究

介绍了一种由风力机、永磁同步发电机以及交直交电子变换器组成的小功率的直驱式风力发电系统。作者设计了系统Boost变换器、逆变器的控制电路,利用Matlab/Simulink软件平台进行了系统仿真。通过对该系统控制方法的研究,使系统能够实现达到最大效率地利用风能。     

混合励磁同步发电机交流励磁的矢量控制

提出了一种并列结构混合励磁同步发电机,并对提出的交流励磁矢量控制策略进行了研究。首先,在混合励磁同步发电机的结构和工作原理的基础上,建立了数学模型,提出了一种利用电压空间矢量将交流励磁磁场定向于d轴的控制策略。然后,在MATLAB/Simulink环境下搭建了混合励磁发电机及励磁控制系统的仿真模型并进行了仿真研究。理论分析与仿真结果均表明,所提出的控制策略能够用最小的电励磁电动势得到最佳电压调整量,实现发电机输出电压稳定,并且输出电压的调节取决于励磁电压的q轴分量。仿真结果也表明该交流励磁控制系统具有良好的动态和稳态性能,负载变化时,发电机能够输出恒定的电压。     

交流励磁发电机参数变化时的解耦励磁控制

考虑电机参数在运行中的变化,提出了计及交流励磁发电机主磁路饱和数学模型及修理后的动态同步轴系励磁控制模型。并对发电机有功、无功、转速的调节特性进行了仿真研究,为实际励磁控制系统的工程设计提供了理论依据。     

直驱式混合励磁风力发电系统控制策略的研究

介绍了一种新型的基于混合励磁同步发电机的直驱式风力发电系统,提出了一种基于矢量控制的新型控制策略及其实现方法.建立了混合励磁同步发电机和风机的数学模型,通过控制混合励磁同步发电机的励磁电流来稳定三相并网逆变器的直流母线电压,通过控制混合励磁同步发电机的转速来实现最大风能跟踪.网侧变换器采用电网电压定向的矢量控制,实现了dq轴电流解耦控制.采用Matlab/Simulink工具箱,建立了该系统的仿真模型,在不同条件下进行了仿真.仿真结果表明,在风速变化时,通过调节励磁电流,在保持直流母线电压不变的同时,系统可有效地实现最大风能跟踪和逆变并网,从而验证了该控制方法不仅算法简单有效,而且便于实现.     

直驱式混合励磁风力发电系统控制策略的研究

介绍了一种新型的基于混合励磁同步发电机的直驱式风力发电系统,提出了一种基于矢量控制的新型控制策略及其实现方法。建立了混合励磁同步发电机和风机的数学模型,通过控制混合励磁同步发电机的励磁电流来稳定三相并网逆变器的直流母线电压,通过控制混合励磁同步发电机的转速来实现最大风能跟踪。网侧变换器采用电网电压定向的矢量控制,实现了dq轴电流解耦控制。采用Matlab/Simulink工具箱,建立了该系统的仿真模型,在不同条件下进行了仿真。仿真结果表明,在风速变化时,通过调节励磁电流,在保持直流母线电压不变的同时,系统可有效地实现最大风能跟踪和逆变并网,从而验证了该控制方法不仅算法简单有效,而且便于实现。     

双轴励磁发电机功率跟踪励磁控制系统研究

采用传统双通道励磁控制系统的双轴励磁发电机(简称为双励机)动态过程时间长,振荡幅值大,不利于电力系统的稳定运行。为此,在双励机的功率反馈环节增加不完全微分控制,提出了一种具有功率跟踪功能的励磁控制系统。对双励机动态过程中的有功功率、无功功率和励磁电流差值进行不完全微分,进而判断功率的变化趋势,调节d、q轴励磁电流的比例以改变励磁磁动势的方向,进而抑制功率的振荡,最终达到增加系统阻尼的作用。以转矩扰动和无功扰动为例,对比研究了功率跟踪励磁控制系统与双通道励磁控制系统对双励机动态过程振荡幅值和振荡时间的影响,结果表明,采用功率跟踪励磁控制系统可大幅减小系统的振荡幅值和振荡时间,有效提高系统的阻尼,为电力系统的稳定运行提供有力支撑。     

考虑输入饱和的直驱式永磁同步风力发电系统最大功率跟踪控制

针对具有大转动惯量、模型参数不确定性的直驱永磁同步风力发电机,为解决风机变流器输入饱和约束引发的控制稳定性问题,利用Lyapunov稳定性理论,提出一种同时考虑输入饱和与损耗转矩参数不确定性的自适应转速控制策略,使风机在低风速阶段快速跟踪最大功率点,提高对风能的捕获效率。仿真验证所提出控制器的有效性,结果表明,在系统出现输入饱和情况时,考虑饱和输入的自适应控制方法可以保证系统稳定,具有响应速度快、超调量小的优点,保证了转速跟踪的效果,实现最大风能跟踪的控制。     

永磁直驱风电系统中最大功率点跟踪控制优化的仿真研究

分析了风力机特性、永磁直驱电机模型、变换器控制策略及各种功率跟踪控制算法优缺点,并提出一种基于爬山搜索法的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法的优化。在MATLAB/Simulink环境下搭建了永磁直驱风力发电系统模型,仿真分析了控制方法对最大功率点的跟踪效果,结果表明当风机起动及风速变化时MPPT控制方法能够使系统快速稳定在新的工作点,捕获得最大功率。由此验证了改进优化后的控制方法及所搭建模型的准确性与有效性。     

分布式风力发电系统MPPT控制

针对分布式风力发电机,传统的扰动观察法和模糊法在风速变化频繁的实际系统中输出效率较低,不能充分发挥同步发电机的最佳性能,提出了将模糊法和扰动观察法相结合的最大功率点跟踪(MPPT)方法.通过和传统的扰动观察法和模糊法的比较,仿真结果表明所提方法在风速变化频繁的情况下有效地改善了系统输出特性,提高了系统输出效率.同时,利...     

变速恒频风力发电控制及其保护系统的发展

首先,介绍了国内外风力发电机组装机总量的发展现状,接着对风力发电机组的生产设计要求以及各国风电并网运行时的具体技术规范逐一做了讨论,并得出风力发电机组正常运行时的主要控制目标。然后,针对双馈感应异步发电机和直驱永磁同步发电机这两类变速恒频风力发电机,在分别以最大功率点跟踪和低电压穿越为控制目标情况下的控制方案及保护措施进行分析、讨论。最后,对这两种控制目标发展的主要方向做出总结。     

多重电枢混合励磁风力发电系统的研究

为了提高系统的可靠性和容错能力,针对多重电枢混合励磁发电机,提出了一种多重电枢直流侧电压关联运行的控制方案。详细分析了单套逆变器数学模型和控制策略,运用CAN通讯和上位机控制,实现多重逆变器并联运行并网,实验结果与理论分析结果相吻合。     

永磁直驱风力发电系统最大功率跟踪改进型积分滑模控制

针对永磁直驱风力发电系统的内部参数摄动和外部扰动等问题,基于非线性扩张状态观测器(NLESO)提出了一种实现最大功率跟踪的改进型积分滑模控制方法。该方法使用非线性光滑函数设计了NLESO,对系统的内外扰动等不确定因素进行估计和主动补偿,提高了转速的跟踪能力。引入非线性光滑函数设计了滑模趋近律,消除了传统滑模控制中的高频抖振现象,并基于Lyapunov原理对滑模控制器进行了稳定性分析。仿真结果表明,与传统PI控制相比,该方法不仅响应速度快,无超调无抖振,而且具备良好的抗扰能力,风速突变情况下仍能快速实现最大功率跟踪,在风力发电系统最大功率跟踪控制领域具有较大的应用前景。     

交流励磁发电机励磁控制

本文提出了一种新的交流励磁发电机励磁控制模型,利用该模型对发电机有功、无功、转速调节特性进行了仿真研究,结果表明,该方法能实现有功、无功和转速的独立控制,且具有良好的动态性能。     

基于转矩观测器的垂直轴风力发电最大功率跟踪反演控制

为了提高垂直轴永磁直驱风力发电系统控制的鲁棒性和自适应性,针对大范围风速扰动和系统参数不确定的特点,应用非线性干扰观测器(NDO)实现垂直轴风力机气动转矩的估计,再结合反演(Back-stepping)控制方法设计发电最大功率跟踪(MPPT)控制器。控制器采用基于最佳转速跟踪的MPPT策略,通过逐步选择虚拟控制量和构造李雅普诺夫函数,使每个被控子系统具有良好的渐近特性,进而得到整个系统在大扰动下的全局渐近控制律。利用Matlab/Simulink建立系统的仿真模型,通过与PID控制器的对比实验,验证了反演控制器设计的正确有效性。     

同步发电机励磁控制研究综述

回顾了同步发电机励磁控制研究的发展过程，分析了励磁控制技术的发展与控制理论之间的关系，重点介绍了有代表性的励磁控制方式的研究现状，并讨论了各自的优缺点，适用范围产品化推广应用的可能性。最后强调只有考虑系统非线性励磁控制方式才能充分成因地改善系统稳定性的作用，进指励磁控制技术的发展方向及应解决的关键技术问题。     

小功率发电机励磁系统的恒功率因数控制

针对单台并网运行的小功率同步发电机恒功率因数控制问题,采用励磁电流和功率因数双闭环PID控制方法,并网前调节励磁电流使机端电压满足并网条件,并网后调节励磁使功率因数恒定形成恒功率因数控制。以TMS320F2812型DSP为核心器件,充分发挥了它运算速度快,外设功能强大的优点,设计出一种简单、实用励磁调节器,并通过了仿真试验和实验室调试。实验证明系统具有投励准确,投励过程震荡小,功率因数稳定性高的特点。