电网故障时永磁直驱风电机组的低电压穿越控制策略

为提高永磁直驱风电机组所并电网的运行稳定性,研究电网故障下永磁直驱风电机组的运行特性以及提高其低电压穿越运行能力,文中提出一种适用于采用双脉宽调制变换器并网的永磁直驱风电机组的低电压穿越运行控制方案。通过在电网故障时限制发电机的电磁功率来限制输入至直流侧电容和电网侧变换器的功率,通过在电网故障时采用考虑发电机功率信息的网侧变换器电流闭环控制来实现直流链电压稳定控制,从而有效实现发电系统的低电压穿越运行。系统仿真结果表明,所提出的控制方案无需增加硬件保护装置,在电网对称及非对称故障下均可有效实现永磁直驱风电机组的低电压穿越运行。     

变速抽蓄交流励磁网侧变换器控制系统研究

针对变速抽蓄机组在转速快速调节时,交流励磁系统的直流侧容易出现过压或者欠压的现象,根据交流励磁电机模型和变频器直流侧功率平衡的原理,对变频器的网侧变换器在常规的双闭环控制的基础上增加功率前馈控制分量,并通过MATLAB/Simulink仿真与实物平台的动模实验,验证了优化后的网侧变换器控制系统具有良好的控制性能,改善了直流侧电压的稳定性,具有一定的参考价值。     

永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略

永磁直驱风力发电系统中可采用全功率双脉宽调制（PWM）变换器作为永磁同步发电机（PMSG）的并网电路，当风速变化时，双PWM变换器的直流链电压会随着PMSG输出功率的改变而出现大幅度波动，这将不利于变换器功率器件的安全运行及整个发电系统的稳定运行。结合永磁直驱同步风力发电系统的运行特点，提出一种适用于永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略。系统仿真和实验结果验证了所提出的控制策略的正确性，该方案可显著提高风速变化时双PWM变换器的直流链电压的稳定性，有助于提高发电系统的安全稳定运行能力。     

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。     

双馈感应风力发电机网侧变换器低压运行与控制

电压型双PWM变换器用作双馈风力发电机的交流励磁电源在风力发电系统中得到广泛应用,但在电网故障时会引起电网侧变换器直流链电压波动,影响双馈感应风力发电机的不间断运行。分析了引起交流励磁发电机电网侧变换器直流链电压波动的因素,提出了在电压跌落时采用基于小波模型方法,通过引入恰当的前馈项,使流入母线电容的电流为零。与传统的前馈控制策略进行仿真比较分析,验证了改进的前馈控制策略能在负载突变和电网电压骤降的情况下,有效地控制变换器直流母线电压,提高了直流电压调节速度,减小了振荡幅值,同时也起到保护直流链电容的作用,提高了电力系统的稳定性。     

电网不对称故障下直驱风电机组低电压穿越技术

分析了直驱风电变流器在电网不对称情况下的表现,提出一种适用于该情况的网侧变流器控制策略,并将其与直流侧Crowbar电路配合,实现电网不对称故障下的低电压穿越。直驱风电机组与电网间的功率交换完全通过变流器实现,电网不对称故障引起的有功功率波动在变流器上表现为直流侧电压大幅波动。控制策略以稳定输出有功功率为目标,基于同步旋转坐标系和正负序分解得出控制模型,并综合考虑电流安全限值、系统复杂程度等问题,给出额定功率附近运行时发生不对称故障的穿越方案。使用MATLAB建立仿真模型,给出不对称故障下的仿真结果,证明方案可行性。     

电网不对称时直驱风电机组双电流环控制策略

推导了电网不平衡情况下直驱风电机组网侧变流器的电磁暂态模型,基于输出有功功率无波动,提出了正负序双电流环控制策略,分析了该策略下直流电压的稳态特性,并设计了可选择的前馈环节.正负序电量的检测通过正负序旋转坐标下分别滤波、瞬时值矩阵运算2种方法实现.仿真结果表明,该控制策略有效地抑制了网压不平衡情况下输出有功功率的二次谐波,避免了故障瞬间直流电压的升高,并且保证了三相电压、电流的高正弦度.     

双馈风力发电机交流励磁用变频电源拓扑浅析

变速恒频双馈异步风力发电机的控制主要是通过励磁变频器对发电机转子实施功率控制来实现，因而励磁电源的类型、特性对于风电机组的运行性能乃至所并电网的供电质量和运行稳定性至关重要。首先阐述了双馈型风电系统对励磁电源的要求，以此为标准对6种有潜力的频率变换电路分别进行了分析和评价，对如何选用提出了一些可供参考的观点，最后得出了有价值的结论：两电平电压型双脉宽调制（PWM）变换器是目前变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源的优选方案，多电平PWM变换器与谐振式软开关变换器相结合是今后交流励磁电源的发展方向。     

双PWM控制交流励磁电源直流链电压的稳定控制策略

双脉宽调制（PWM）控制的交 — 直 — 交电压型变频器适于用做交流励磁发电机的励磁电源，但交流励磁发电机运行状态的改变会引起双PWM交 — 直 — 交变频器直流链电压的波动，不利于整个发电系统的稳定运行。文中结合交流励磁发电机的运行特点，深入分析了直流链电压波动的原因，提出了基于转子侧变换器瞬时功率反馈控制的双PWM控制策略。实验结果验证了所提出的改进控制策略的正确性，该方法可有效维持发电机运行状态突变时直流链电压的稳定，大大增强了发电机系统的动态响应能力和稳定性。     

双馈异步发电机在变速恒频风力发电系统中的应用

现代兆瓦级以上的大型并网型风力发电机组,多采用风力机叶片浆距可以调节的双馈异步发电机及变速恒频运行的方式。这种运行方式可以实现优化风力发电机组内部的机械负载及优化电力系统的电网质量;双馈异步发电机的变速恒频运行是建立在发电机交流励磁变速恒频发电技术基础上的。在变速恒频风力发电系统中,由于风能的不稳定性和捕获最大风能的要求,要求转子交流励磁电源不仅要有良好的变频输入、输出特性,而且要有能量双向流动的能力。