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。     

双馈异步和永磁同步风力发电机特性分析

本文分析了双馈异步和永磁同步风力发电机的工作原理,详细比较了两种发电机的优缺点,最后得出结论：短期内,DFIG仍将是主流机型,但随着国家对风机并网的要求越来越高,具有低电压穿越能力的永磁同步发电机将是未来风机发展的趋势。     

风力发电与变流器

讨论了目前流行的两种主流风力发电系统：变速恒频双馈风力发电系统和永磁直驱同步风力发电系统。着重分析了两种风电变流器的拓扑结构、工作原理和性能特点,对风力发电系统发电机、变流器、无功支持和低电压穿越能力等方面进行了论述。     

直驱式永磁同步风电机组最大功率跟踪控制策略的研究

直驱永磁同步发电机具有直接驱动、结构简单、效率较高等优点,因而成为目前兆瓦级风电机组的主流机型之一,且市场份额有逐步扩大的趋势。以直驱式永磁风力发电系统为主要研究对象,在直驱永磁同步风力发电机(DDPMG)的运行特性基本原理基础上,建立包括风力机、直驱式永磁同步发电机及机侧变换器在内的整个系统的数学模型。应用定子磁链定向的方法,对系统进行矢量控制策略的研究,运用Matlab/Simulink建立了直驱永磁同步发电系统仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真,结果验证了所建模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。     

永磁同步发电机风能转换系统滑模控制仿真

针对由于风速的随机波动性而使基于线性定常控制器的风能转换系统稳定性较差的问题,提出了一种基于滑模控制的永磁同步发电机风能转换系统的设计方案;分析了该系统中风力机模型、传动装置模型和永磁同步发电机模型的建立原理,介绍了滑模控制策略的具体实现。仿真结果表明,该系统具有较好的速度跟踪特性,实现了最大风能捕获。     

基于精确线性化的永磁同步风力发电机滑模控制

针对直驱永磁同步风力发电机的最佳转速跟踪控制,提出了基于精确线性化模型的滑模控制策略及其设计方法,运用Matlab/Simulink建立了直驱型永磁同步风力发电机的仿真模型,并对不同风况下运行的机组进行了仿真分析。结果表明该控制器能在较宽的风速范围内有效提高系统的鲁棒性。     

基于精确线性化的永磁同步风力发电机滑模控制

针对直驱永磁同步风力发电机的最佳转速跟踪控制,提出了基于精确线性化模型的滑模控制策略及其设计方法,运用Matlab/Simulink建立了直驱型永磁同步风力发电机的仿真模型,并对不同风况下运行的机组进行了仿真分析。结果表明该控制器能在较宽的风速范围内有效提高系统的鲁棒性。     

一种基于双馈方式的新型水轮发电机工作机理的研究

针对传统的同步水轮机组效率低、转速适应能力弱的情况,介绍了一种基于双馈方式的新型水轮发电机的系统结构和工作机理,阐述了该发电机变速恒频控制的理论基础、等效电路及相量关系。该种新型水轮发电机可实现负荷优化调节,提高水轮发电系统运行效率。     

基于PCC的双馈风力发电系统励磁控制器的研究

在分析现有变速恒频双馈风力发电励磁控制系统的基础上,提出了一种基于PCC的双馈励磁控制器的实现方案;以PCC可编程控制器作为励磁控制器的核心控制器,简化了系统硬件结构,提岛了系统稳定性和系统的反应速度;通过搭建仿真实验系统,原动机采用15kW交流异步电机来模拟风机,双馈发电机采用绕线式感应电机,以整流模块和逆变模块组合为双向变流器,加入PCC励磁控制器,进行起励、故障切除等的仿真实验,检测了在发电机转速发生变化和跨越同步转速的情况下励磁控制器的工作情况和效果,实验结果证明,该方案完全满足实际要求.     

超低速直驱永磁同步潮流发电装置建模与控制

研究超低速直驱式永磁同步潮流发电系统的建模及控制系统优化设计问题.由于潮流流速较慢,潮流发电中用到的永磁同步发电机转动惯量比较大,且电机转速相对较低,使得潮流发电系统动态响应较慢,传统PI控制较难兼顾系统动态特性及稳态性能.为提高发电控制系统的性能,提出了采用专家控制及单神经元控制相结合的智能PI控制算法控制永磁同步发电机转子转速的策略.首先建立了直驱永磁同步潮流发电系统的非线性模型并在单位功率因数控制模式额定运行点对其进行线性化,在对线性化模型进行详细分析的基础上设计了智能PI控制器.最后在MATLAB中对潮流发电系统进行了仿真,对比了传统PI控制及智能PI控制下潮流发电系统的输出波形.仿真结果显示,提出的控制策略能够有效提高系统的动态和稳态性能.     

基于比例谐振控制的双馈风力发电系统空载并网研究

提出双馈异步发电机的比例谐振控制策略,实现双馈风力发电系统的空载并网控制。通过双馈异步发电机的数学模型,建立了基于定子磁链定向的双馈风力发电空载并网系统。文中结合比例谐振(Proportional Resonant,PR)控制器的特性,设计了空载比例谐振并网控制。与传统双馈异步发电机空载并网控制策略相比,不仅简化了控制算法,同时提高了控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,提出的控制策略可有效地实现双馈异步发电机的电网同步控制。     

电网电压跌落下双馈风力发电机的动态响应

随着以双馈风力发电机为主体的大型风力发电机组在电网中所占比例的提高,电力系统对并网风力发电机在电网电压骤降故障下的不间断运行能力提出了更高的要求。分析了变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,建立了双馈风力发电机组的动态数学模型,搭建了双馈风力发电机组的仿真模型,仿真分析了不同电网故障下,变速恒频双馈风力发电机组的动态响应。利用1.5MW双馈风力发电机进行了不同电网电压跌落下的试验,试验结果验证了系统在电网电压跌落故障下的动态响应特性。     

兆瓦级永磁直驱无传感器风力发电系统仿真

研究永磁发电机优化控制保障可靠性问题,永磁直驱风力发电系统中,测速码盘容易受到干扰易出故障.采用双向PWM变换器结构,根据永磁同步电机的数学模型,为了克服传统发电效率低的问题,提出了一种基于滑模观测器的无速度传感器策略,对兆瓦级永磁同步发电机的速度和相位进行观测,并对该发电系统机侧变换器采用转子磁链定向矢量变换控制技术,网侧变换器采用电压电流双闭环控制策略,最后运用MATLAB平台对上述模型进行仿真,结果表明控制策略能独立控制PMSG的有功和无功电流,具有良好性能,可为设计提供依据.     

基于模糊RBF的双馈风机励磁控制研究

针对传统矢量控制精度依赖于发电机精确数学模型和参数等缺点,在分析双馈感应发电机电磁关系基础上,研究一种基于模糊神经网络的励磁控制策略.设计了基于模糊RBF解耦的励磁控制器,并对模糊RBF解耦算法进行研究;对基于模糊RBF的励磁控制的兆瓦级双馈风力发电系统进行仿真,结果验证了基于模糊RBF励磁控制的双馈发电机系统具有有功、无功功率的快速解耦能力,其调节过程响应速度快,超调量小,无静差;对于外界干扰和电机内部参数变化等问题都有良好的鲁棒性和参数自适应性.     

矢量解耦控制级联式无刷双馈发电机研究

由于飞机三级式同步发电机存在CSD(恒速装置),增加了飞机重量,而且发电及容量不能做到很大.提出一种飞机串级式无刷双馈交流发电机系统,去掉了CSD,在发动机转速变化的同时调节控制绕组电流大小实现变速恒频的目的.论文在对串级式无刷双馈发电机定转子磁场进行分析、给出电压和转矩方程的基础上,针对串级式无刷双馈电机的高耦合、非线性和多变量时变性等特点,设计了矢量解耦控制器,实现控制绕组电压与电流之间的解耦,在Matlab/simulink环境下进行了仿真研究,结果表明:利用矢量解耦控制算法对无刷双馈发电机进行分析,实现了变速恒频发电;系统运行良好,具有较好的动态响应特性;所采用的方法是正确的、可行的.     

双馈风力发电机的内模控制器设计

针对双馈风力发电机(DFIG)中普遍存在的功率耦合问题,设计了一种基于内模原理的电流控制器.首先介绍了内模控制(IMC)理论的系统结构,在此基础上推导出双馈风力发电系统的传递函数,并建立基于内模控制的电流内环数学模型;其次,内模控制器的参数整定参考系统的平方积分误差值,其鲁棒稳定性参考M值的大小;最后利用Matlab仿真平台进行了仿真实验.结果表明,该控制器实现了系统有功和无功的充分解耦,并具有较好的稳态和动态性能.     

大功率永磁同步发电机低电压调整率研究

为研究大功率永磁同步发电机电压调整率的降低措施,采用场路结合法进行定性研究,然后通过有限元法进行定量研究。首先定性分析永磁同步发电机的电压调整率,然后定量分析发电机的气隙长度、定子槽型、铁心长度等参数,最后通过多参数优化永磁同步发电机电压调整率与之前的仿真比较,证实多参数优化的正确性。     

飞机三级发电机的建模与仿真

研究飞机电源系统供电优化问题,飞机交流发电系统多采用三级式无刷交流同步发电机,由永磁发电机、交流励磁机和主发电机组成.为了仿真飞机三级发电机,在介绍三级同步发电机结构的基础上,通过派克变换在dq0坐标系下,建立三级发电机的动态数学模型,在Saber软件平台下使用MAST语言编写同步发电机模型,结合调压器及电气负载得到三级发电机的部分动态仿真结果,仿真结果能够很好地显示三级发电机对不同负载的响应,证明了模型的正确性,为飞机电源系统的设计提供了一个有效的工具.     

串级式航空无刷双馈交流发电系统仿真研究

随着多电/全电飞机概念的提出以及机上用电设备的增加,对飞机供电系统电能容量与质量提出了更高的要求.传统三级式同步发电机采用恒速传动装置,不但增加了机载重量,而且发电机容量不能做到很大.为解决优化问题,提出一种串级式航空无刷双馈变速恒频交流发电机,在减少飞机重量的同时可满足对发电机大容量的要求;在对串级式无刷双馈发电机组成和工作原理研究分析的基础上,结合矢量控制算法在Matlab/simulink环境下建立其仿真模型并进行了仿真研究.结果表明:系统运行具有良好的动态特性;所建立的模型是正确的,所采用的方法是可行的.     

直驱式外转子永磁同步风力发电机计算机辅助设计

采用面向对象的编程软件C++Builder6.0,设计和开发可视化直驱武外转子永磁同步风力发电机计算机辅助设计软件.介绍了该软件的窗口设置及其功能实现,将软件设计值与算例值进行了比较,验证了设计软件的可靠性.软件用户界面友好,通用性强,操作方便,适合对直驱式外转子永磁同步风力发电机进行设计.