变速恒频双馈风电机组参数扰动对并网控制的影响

通过对交流励磁变速恒频双馈风力发电机组(VSCF-DFIG)的空载并网矢量控制策略进行深入地分析和推导,首次正确地得到了双馈异步发电机参数扰动对并网过程中定子电压影响的量化表达式.仿真结果表明,双馈异步发电机转子绕组参数扰动会影响机组并网,降低并网成功率.探寻抗参数扰动的并网控制策略具有重要意义.     

变速恒频双馈风力发电机有功、无功解耦控制研究与实现

双馈发电机有功功率、无功功率解耦控制是变速恒频风力发电系统的关键技术,在分析双馈发电机有功功率、无功功率解耦控制规律的基础上,给出了基于定子磁场定向控制策略的实现方案,然后利用Matlab工具对该控制方案进行了仿真研究,最后设计和构造了基于TI公司MS320F2407DSP的变速恒频双馈风力发电机有功功率、无功功率解耦控制实验系统,仿真和实验结果表明该控制策略能够有效地实现双馈发电机功率的解耦控制,为兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组励磁变换器的研制奠定了基础。     

东汽2MW风力发电机组投入试运行

2010年8月23日,由东汽生产的变桨变速双馈恒频2MW风力发电机组,在河北建投新能源风能有限公司东辛营分公司风电场完成样机的调试,并网投入试运行,发电机组运行正常。     

变速恒频风力发电机组动态模型及并网研究

分析了风力发电系统的特点,着重介绍了变速恒频（Variable Speed Constant Frequency,VSCF）风力发电机组运行的基本原理．在此基础上,探讨了风力发电机组各部分的仿真建模,并分析了目前适用于不同条件下的双馈感应式异步发电机（Double—Fed Induction Generator,DFIG）变速恒频（AC—Exited Variable Speed Constant Frequency,AEVSCF）风力发电机的数学模型。对含变速恒频风机电网系统的故障扰动过程进行仿真分析．结果验证了建模的正确性。在故障扰动的最后对未来风电机组建模的研究重点提出了一些建议。     

变速恒频无刷双馈风力发电机的建模与仿真

建立了包括风速、风力机和风力机机械控制部分、变速恒频无刷双馈风力发电机的整体动态数学模型：应用MATLAB软件中的SIMULINK环境,以建立的数学模型为基础搭建了变速恒频无刷双馈风电机组仿真模型。以渐进风和随机风为例．对仿真模型进行分析。仿真结果表明了变速恒频尤刷双馈风力发电机良好的运行特性及模型的正确性,并为无刷双馈电机在风力发电系统的进一步应用研究提供了可靠的理论依据。     

交流励磁变速恒频风力发电机并网同期控制

探讨了交流励磁变速恒频风力发电机组同期控制并网过程运行原理,研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制策略,建立了交流励磁变速恒频发电机并网过程的仿真模型,验证了并网控制策略的有效性于可行性.     

双馈风力发电机功率特性的理论分析及实验研究

在磁场定向矢量控制的基础上,对变速恒频双馈风力发电机的功率特性进行了理论分析,建立了双馈发电机功率因数、功角特性、有功功率控制的数学模型并讨论了控制参数和运行状态对功率特性的影响.仿真和实验结果基本一致,直观地反映了变速恒频双馈风力发电机的功率特性,验证了所提出的双馈发电机的功率控制模型的正确性.     

新型无刷双馈变速恒频风力发电系统的建模与数字仿真

无刷双馈变速恒频风力发电系统具有可靠性高和能够最大限度地实现风电能量转换等一系列优点。介 绍了无刷双馈风力发电机及其变速恒频风电系统的组成,建立了基于Simulink技术的发电机仿真模型,研究了该 种发电机的变速恒频控制技术。仿真研究初步验证了发电机模型与控制策略的正确性。     

双馈变速恒频风电系统矢量控制分析

变速恒频风力发电机成为并网风电机组发展的趋势 ,采用双馈发电机实现的变速恒频变频器容量小 ,具有一定的优势 ,本文针对双馈发电机数学模型 ,运用定子磁链定向的矢量控制规则 ,实现转子电流与磁链的解耦 ,达到控制定子侧恒频恒压输出的目的 ,并简要介绍了控制部分的数字化的实现     

兆瓦级变速恒频风力发电系统控制策略研究

在剖析双馈异步发电机工作原理的基础上建立了其两相同步旋转d-q坐标系下的数学模型,采用定子磁链定向矢量控制策略对变速恒频双馈风力发电系统输出有功、无功功率实现了解耦控制,设计了双馈异步发电机转子侧变换器的双闭环控制系统。以联合动力公司UP77/1500 IIA LT1.5 MW变速恒频双馈风力发电机组为研究对象,在MATLAB/Simulink平台下对系统进行了仿真试验。结果表明,在该控制策略下兆瓦级风电机组具有良好的运行特性。     

大型变速恒频风力发电机组建模与仿真

基于SIMULND技术,利用双馈感应发电机、风力机、电压型变流器、电压型逆变器的数学模型建立了相应的仿真模型;并对定子侧直接与50Hz电网连接,转子侧连接AC/DC/AC变流器的典型变速恒频风力发电系统进行了仿真验证.几个单独的风力发电系统子系统可以通过级联的方式构成大型风力发电场来模拟整个电网的运行情况.仿真结果表明,DFIG仿真模型的正确性和验证大型风电场的有效性.     

Fault ride-through capability of DFIG wind turbines

This paper concentrates on the fault ride-through capability of doubly fed induction generator (DFIG) wind turbines. The main attention in the paper is, therefore, drawn to the control of the DFIG wind turbine and of its power converter and to the ability to protect itself without disconnection during grid faults. The paper provides also an overview on the interaction between variable-speed DFIG wind turbines and the power system subjected to disturbances, such as short circuit faults. The dynamic model of DFIG wind turbine includes models for both mechanical components as well as for all electrical components, controllers and for the protection device of DFIG necessary during grid faults. The viewpoint of the paper is to carry out different simulations to provide insight and understanding of the grid fault impact on both DFIG wind turbines and on the power system itself. The dynamic behaviour of DFIG wind turbines during grid faults is simulated and assessed by using a transmission power system generic model developed and delivered by the Danish Transmission System Operator Energinet.dk in the power system simulation toolbox PowerFactory DIgSILENT. The data for the wind turbines are not linked to a specific manufacturer, but are representative for the turbine and generator type used in variable-speed DFIG wind turbines with pitch control.     

风力机特性的直流电动机模拟及其变速恒频风力发电研究中的应用

为了能在不具备风场环境的实验室条件下对双馈异步发电机的交流励磁发电技术进行实验研究,该文提出了采用直流电动机模拟风力机工作特性的实现方案。该方法基于风力机和直流电动机在功率(转矩)特性上的相似性,采用转矩控制方案实现了风力机特性的直流电动机模拟,进而构建了整个变速恒频DFIG风力发电装置的实验系统。首次在实验室环境下实现了最大风能动态追踪、P、Q解耦控制的实验研究,验证了直流电动机模拟风力机特性的可实现性和变速恒频DFIG风力发电系统最大风能追踪控制策略的正确性。     

双馈变速风电机组低电压穿越控制

当系统中风电装机容量比例较大时,系统故障导致电压跌落后,风电场切除会严重影响系统运行的稳定性,这就要求风电机组具有低电压穿越（Low Voltage Ride Through,LVRT）能力,保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。分析了双馈风电机组LVRT原理和基于转子撬棒保护（crow-bar protection）的LVRT控制策略,在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/Power Factory中建立了双馈风电机组模型及其LVRT控制模型,以某地区风电系统为例进行仿真计算,分析转子撬棒投入与切除策略及动作时间对实现机组LVRT的影响。     

Coordinated control of TCPS and SMES for frequency regulation of interconnected restructured power systems with dynamic participation from DFIG based wind farm

Among the several wind generation technologies, variable-speed wind turbines utilizing doubly fed induction generators (DFIG) are gaining momentum in the power industry. Increased penetration of these wind turbine generators displaces conventional synchronous generators which results in erosion of system frequency. With this assertion, the paper analyzes the dynamic participation of DFIG for frequency control of an interconnected two-area power system in restructured competitive electricity market. Frequency control support function responding proportionally to frequency deviation is proposed to take out the kinetic energy of wind turbine for improving the frequency response of the system. Impacts of varying wind penetration in the system and varying active power support from DFIG on frequency control have been investigated. The presence of thyristor controlled phase shifter (TCPS) in series with the tie-line and Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) at the terminal of one area in conjunction with dynamic active power support from DFIG results in optimal transient performance for PoolCo transactions. Integral gains of AGC loop and parameters of TCPS and SMES are optimized through craziness-based particle swarm optimization (CRPSO) in order to have optimal transient responses of area frequencies, tie-line power deviation and DFIG parameters.     

大规模集中接入条件下风电涉网特性分析

结合当前新能源迅猛发展的现状,分析了双馈风力发电机组的基本原理,利用simulink模型仿真分析了大规模集中接入条件下风电运行特性及风险,并最终提出了"风机低电压穿越改造"、"开放风电机组无功调节能力"两相项关键措施。仿真结果表明,文中提出的技术措施可为大规模集中接入条件下,风电及电网的安全稳定运行供借鉴。     

基于PSCAD的双馈感应发电机矢量控制研究

在各种风力发电系统方案中,双馈感应电机（DFIG）变速恒频风力发电系统以其独特的优点逐渐成为当今风力发电的主流。在分析双馈电机的数学模型及原理的基础上,建立了基于定子磁链定向矢量控制的双馈感应电机风力发电系统模型。运用目前国外广泛应用的电力系统计算机辅助设计软件PSCAD/EMTDC对该系统进行仿真研究,并分析风力发电机运行时的动态性能。仿真结果表明,该控制方式实现了定子端口有功功率和无功功率的解耦控制,具有良好的控制效果。     

双馈异步风电系统的建模仿真

当电网电压跌落时,风电机组须维持一定时间与电网连接而不解列,并且能提供无功以支持电网电压的恢复,即具有低电压穿越能力,而双馈风电机组低电压穿越能力最弱。分析建立了双馈风力发电机组的模型,通过使用MATLAB/SIMULINK仿真,来研究它的LVRT性能,及影响它LVRT性能的因素,探讨它的改进方案。     

A novel line drop secondary voltage control algorithm for variable speed wind turbines

This paper addresses the design and implementation of the line drop secondary voltage control (LDSVC) for the doubly fed induction generator‐wind turbine (DFIG‐WT) complemented with reactive power allocation algorithm to achieve more efficient voltage regulation, reactive power compensation and to enhance the transient stability margin of the electric power system. The LDSVC is used to generate the local voltage reference, providing an improvement for overall voltage profile. The paper presents the influence of the integration of variable speed wind turbines‐based doubly fed induction generator (DFIG) while employing LDSVC for increasing the transient stability margin. This paper proposes an improved voltage control scheme, based on a secondary voltage controller complemented with an automatic gain controller (AGC). The scheme is applied to a wind energy system incorporating DFIG‐based wind turbines. The controller structure is developed and the performance of the self‐tuning AGC scheme is developed and analysed. The proposed controller is tested in response to system contingencies for different short circuit ratios. The performance of the secondary voltage control without and with AGC is verified. The influence of the AGC in improving the transient response and damping of voltage oscillations is verified. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

变速恒频风力发电系统及其控制技术研究

为了最大限度地利用风能,风力发电系统应采用变速恒频控制策略。分析了鼠笼异步发电系统、双馈发电系统、无刷双馈发电等变速恒频风力发电系统的原理、性能及特点,通过对比各种风力发电机和各种控制方法的优缺点,对未来风力发电机和风力发电控制技术的发展趋势做了展望: 风力发电机大型化;采用变桨距和变速恒频技术;风力发电机采用直接驱动;采用智能化控制等。