风力发电的可控功率源硬件在环仿真

风力发电是新能源发电领域的主要研究方向之一,国内外技术人员在该领域进行了大量的科学研究工作,但目前由于受到场地和环境的限制,针对实际风电场的研究难以得到大范围推广.可控功率源硬件在环仿真平台是一种基于NI PXI及cRIO的实验仿真系统,采用双反馈风电机组作为研究对象,可实现风电场运行状态的实时仿真,用于风力发电及并网相关技术的研究.实验证明该可控功率源具有投资少,周期短,准确有效的特点.     

控制器硬件在环混合仿真系统延时及补偿方法

基于实时数字仿真器(RTDS)建立了并网逆变器的控制器硬件在环混合仿真系统。分析系统延时产生的原因及组成,针对延时对混合仿真系统稳定性、仿真精度及带宽的影响进行建模分析,并提出一种基于改进离散傅里叶变换算法的延时补偿方法,可以有效地补偿延时影响,以提高系统的稳定性及仿真精度。理论分析及实验结果证明了所提方法的有效性。     

硬件在环实时仿真系统延迟对滞环电流控制仿真影响研究

硬件在环实时仿真系统如RT-LAB、RTDS等近年在电力电子研究领域中得到了广泛的应用。在使用硬件在环仿真的过程中,研发人员往往关注仿真机的最小步长而忽视仿真机输入到输出的延迟指标。针对采用滞环电流控制的并网逆变器,研究了硬件在环实时仿真中输入到输出延迟指标的重要性。通过理论研究、仿真和实验得出在滞环电流控制的硬件在环仿真中,仿真机的输入到输出延迟对滞环电流控制有明显的负面影响,它会导致滞环比较带宽增加,进而降低滞环比较控制的开关频率,让并网逆变器的电流谐波增大,使得硬件在环仿真下的控制器性能劣于真实系统。即使仿真机保持较小的仿真步长,也无法真实有效地模拟出真实的滞环电流控制系统的性能。随着开关频率的提高,一味地通过提高仿真机性能来解决硬件在环仿真准确度问题的思路并不可取,未来需要考虑其他技术手段来缓解该问题。     

双馈风力发电网侧控制硬件在环仿真研究

介绍了硬件在环仿真技术在双馈风力发电系统中的应用,硬件在环包括控制器和被控对象两部分。以TI公司的芯片DSP28335作为核心控制器,其控制算法通过MATLAT自动代码生成的方式实现,而被控对象侧采用RT-LAB平台实现。借助RT-LAB优异的实时仿真性能,模拟了双馈风力发电系统的整体性能,验证了控制器的功能。     

基于RTDS的微网系统硬件在环研究

建立了包含实时数字仿真仪(RTDS)、分布式实时大功率电力电子控制器以及风机主控制器等在内的集合风光储可再生能源的崇明岛微网硬件在环(HIL)数字动态模拟系统。详细阐述了该平台软硬件的设计方案,针对其中分布式电源双馈机组进行了超、次同步速状态下的稳态运行仿真以及风速突变下的动态研究,并基于该微网系统架构进行了孤岛运行仿真研究。结果表明,该基于RTDS的HIL仿真平台能很好地模拟大功率电力电子设备的稳态和动态特性以及进行微网系统的实时仿真研究。     

基于PLC的风力发电控制系统研究

经济的发展加大了能源的需求量,而如今风力发电被越来越多的人所开发和利用。本文研究了一种风力发电控制系统,采用可编程控制器PLC作为主控制器,具有控制方式灵活,编程简单,稳定性能良好等特点。在介绍该控制系统工作原理的基础上,分析了其硬件组成,并且设计了控制器的软件系统。实验表明,该系统控制器运行安全,稳定性能良好。     

基于MATLAB和DSP的滤波器硬件在环实时仿真

本文介绍了一种设计滤波器的新方法.该方法基于硬件在环实时仿真系统,通过MATLAB对DSP的滤波输出信号进行跟踪分析,实现了滤波器的快速设计.该滤波器准确度高,具有较强的实用性与灵活性.     

风电变流器的RT-LAB硬件在环仿真系统设计与实现

对于兆瓦级风电变流器的控制算法研究多采用Matlab/Simulink、PSCAD和Psim等纯数字仿真软件,存在不能真实模拟风电变流器运行和不便于控制算法开发和移植等缺点。鉴于此,利用RT-LAB半实物虚拟仿真器和分布式数字控制器实现无缝连接,搭建了一套3 MW鼠笼型全功率风电变流器的硬件在环仿真平台,并进行了风电变流器的控制算法开发和验证。半实物仿真和实验结果表明,在RT-LAB硬件在环仿真平台上开发的软件算法可以直接应用到实际变流器系统中,且控制效果完全一致,该方法大大缩短了风电变流器的研发周期。     

电力系统硬件在环仿真应用的现状及展望

硬件在环仿真(HILS)是提升现代大电网系统仿真准确性、支撑开展高压直流/新能源等装置可靠性验证的有效手段。首先,在介绍HILS基本架构和优势的基础上阐述了HILS在提升电网一次系统仿真准确性、支撑电网二次控制系统测试验证方面的技术及应用现状;然后分析了电力系统HILS平台构建面临的挑战,提出可接入多异构数据模型的灵活架构技术、有限仿真资源下新能源场站等值和大型二次系统等效技术、控制对象接入的通用接口技术等技术方向;最后,从传统技术深化和与新技术融合发展2个角度探讨了电力系统HILS的未来发展趋势,以期对相关平台研发和仿真实验工作提供一定参考。     

光伏微网系统功率硬件在环仿真接口算法研究

对现有的功率硬件在环仿真接口算法进行了综述,基于理想变压器模型(Ideal Transformer Model,ITM)讨论了算法的稳定性和改进措施,通过无接口算法、无补偿电感ITM接口算法、添加补偿电感ITM接口算法三种情况的仿真试验,对比分析现有的功率放大器对仿真稳定性的影响,验证了改进接口算法能够提高功率硬件在环仿真系统的精确性和稳定性。     

风电接入电网的评价体系

为解决目前风电缺乏全面有效的评价体系,促进风电健康有序发展,基于实用性考虑,提出从运行水平、开发利用水平、经济性和社会性4个方面对风电接入电网进行全面和系统的评价。提出从风电场和电网运行的角度进行运行水平评价,从已开发利用和未开发潜力的角度进行开发利用水平评价,从上网电价的角度进行经济性评价,从节能减排的角度进行社会性评价,提出了完整的评价指标体系,给出了指标定义,解释了指标含义,并分析了指标当前的平均水平,提出的评价体系覆盖面全,计算简单,具有较好的实用性。     

STATCOM-感应电机风电场并网发电系统的仿真分析

感应电机作为发电机在风电、水电、汽车等应用领域具有潜在优势,得到了越来越广泛的研究和应用。在描述感应电机自励发电与并网发电的原理基础上,采用MATLBA/SIMULINK分析了一种采用STATCOM作为感性无功补偿器的感应电机风电场并网发电系统,解析了该系统的各个组成部分和工作原理,结果表明采用STATCOM作为感应电机无功补偿装置的风力发电系统具有结构简单、控制容易和成本低廉的优点。     

风电经分频输电装置接入系统研究

基于分频输电理论,提出了一种全新的风力发电馈网方式--风电场经分频输电装置接入系统方式.该方式将风电场中所有风力发电机组发出的变化的低频电能通过控制系统收集到一起,经过远距离输电后再经过分频输电装置统一接入负荷中心.该方式通过降低输电频率来减少输电线路的电抗以及减少齿轮箱的增速比,提高了效率、减少了投资.算例以某实际风电场为例,分析了变速变频方式下风力发电机组的特性,与恒速恒频方式相比,该方式有效地提高了风力机的输出功率.     

双馈风力发电系统空载并网控制与实验研究

为避免发电机在并网时发生的电流冲击,并使其安全平稳地接入电网,在分析双馈变速恒频风力发电机组工作原理及其数学模型的基础上,将矢量变换控制技术应用到双馈发电机并网控制中,提出了一种基于电网电压定向的空载并网控制策略,采用了一种新型软件锁相环(SPLL)以实现对电网基波电压正序相位的快速跟踪.搭建了3 kW风力发电实验平台...     

单周控制变速恒频风力发电机并网仿真研究

双馈式风力发电机的变速恒频控制是风力发电系统研究中的热点。在空间矢量控制的基础上．结合异步电机的变速恒频控制理论,通过单周控制技术产SVPWM波形,对Ac—DC／DC—Ac变频器进行控制,快速跟踪调节转差频率,实现定子输出电压频率同步电网频率,实现转子功率双向流动。在Matlab／Simulink环境下建立双馈式感应电机、变频器、转子频率控制器的双馈式风力发电机仿真模块并进行仿真研究。证明单周控制器能很好地实现双馈式风力发电机的变速恒频运行。     

计及风电与光伏并网的电力系统运行风险评估

为了对新能源并网系统进行更合理的规划建设,提高其运行安全性,提出计及风电与光伏并网的电力系统运行风险评估模型。在包含风光出力不确定性、负荷波动、线路和发电机实时状态的基础上,考虑风光联合出力及天气对线路停运率的影响,以便更准确地进行风险评估。在计及电压越限、电压崩溃、线路有功功率越限、系统失负荷的传统风险指标体系基础上,增加了弃风弃光和稳态频率越限风险指标,更全面地考量风险来源。引入涵盖上述指标的综合风险指标,结合层次分析法与熵权法计算各个指标权重,所得结果更客观。采用非序贯蒙特卡洛法抽取系统状态进行风险评估,以IEEE-14节点系统为例,定性分析了新能源接入位置和风光联合出力对系统运行风险的影响,验证所提出模型和方法,为今后以风、光为代表的新能源并网系统运行风险评估提供参考。     

考虑风电出力不确定的风电并网优化探究

风力发电是一种新能源,具有无污染、无排放等优点,已经成为全球最具规模且发展最快的可再生能源.但是自然界风力的不确定性导致风力发电的随机性较大,给风电调度带来巨大的困难,因此,考虑风电出力不确定的探究对建设优化电网有重要意义.     

非并网风力发电系统的电压协调控制

在非并网风力发电系统中,当风能突然增加或负载突然减少时,系统的功率平衡将被打破,从而造成直流电网中出现电压尖峰和电压升高,可能造成系统中功率器件的损坏。文中通过改变负载电流、输电线电压或注入电网电流等参考值,从而改变从直流电网吸收或向直流电网注入的电流值,抑制了电压尖峰和电压升高。仿真分析结果表明该控制方法能够起到很好的抑制作用。     

基于PLC的风电机组控制系统设计

伴随经济的快速发展,风力发电已经大量开发和应用。为解决风力发电机组的控制需要,提出一种基于西门子公司S7—1200PLC的风电机组控制方案。在硬件选型的基础上,设计了风电机组自动启停、偏航控制、桨矩控制系统,实现了对风机的良好控制。