离网型风力发电测试及实验系统一体化研究

利用LabVIEW软件及相关配套硬件设备,开发了一套实用的基于虚拟仪器技术的离网型风力发电性能测试系统。为简化离网型风力发电模拟系统结构、降低成本,设计了包含变频器、异步电动机、永磁同步发电机、二极管整流桥堆、升压斩波器、铅酸蓄电池、全桥逆变器和负载的小型风力发电实验系统。针对系统能量转换的核心——蓄电池,采用HC16F877单片机和Boost斩波电路实现其智能充放电控制;对决定系统性能的逆变器进行了理论分析和基于MATLAB的计算机仿真。所提方案正确可行,对离网型风力发电系统的研究开发具有工程指导意义。     

国家发展与改革委员会发布《可再生能源产业发展指导目录》

一 风能 （一）风力发电 1．离网型风力发电。说明和技术指标：用于为电网不能履盖的居民供电，包括独立户用系统和集中村落电站两种发／供电形式。     

国家发展与改革委员会发布 《可再生能源产业发展指导目录》

一风能风力发电1．离网型风力发电说明和技术指标：用于为电网不能覆盖的居民供电,包括独立户用系统和集中村落电站两种发／供电形式。发展状况：基本商业化。2．并网型风力发电说明和技术指标：用于为电网供电,包括陆地和近海并网风力发电,既可以单机并网发电,也可以由多台机组建成风电场并网发电。发展状况：陆地并网风力发电：商业化初期；近海并网风     

协调控制框架下的离网型风力发电系统能量管理

通过对离网型风力发电系统能量流动关系的分析,针对不同工作状态,提出相应建立最大功率跟踪控制、负载跟踪控制和蓄电池变电流快速充电控制等策略,实现在协调控制框架下的能量优化管理.基于MATLAB/Simu-link/Powersystem建立仿真模型并进行研究,结果表明:系统既可以充分利用发电机组的输出功率,优先满足负载要求,同时又能够合理地对蓄电池进行充放电控制,延长其使用寿命.该能量管理方法能够实现离网型风力发电系统的优化运行.     

离网小型风力发电系统的建模与仿真

在Matlab/simulink环境下建立了离网小型风力发电系统仿真模型,通过对风速和系统各部分进行理论分析,实现整体模型的搭建。仿真结果表明,在铅酸蓄电池作用下,系统能在变化风速下持续稳定运行,负载端电压符合用户要求     

离网型混合发电系统的分布式预测控制

针对离网型风力发电和光伏发电构成的混合发电系统,研究其功率的优化分配问题,提出采用分布式预测控制的分层控制结构。应用迭代分布式MPC(model predictive control)优化算法,分别设计风力/光伏发电子系统的MPC优化问题,通过MPC之间的信息交换,得到保证全局性能优化的风力/光伏发电子系统的功率参考值,根据此功率参考值,本地控制器调节风力/光伏发电子系统的运行状态,达到混合发电系统的全局优化运行,可解决混合发电系统中集中式MPC优化模型复杂、难以满足实时控制要求的问题。仿真结果表明,采用迭代分布式MPC的离网型混合发电系统,能够很好地满足负荷的功率需求,并延长蓄电池的使用寿命。与集中式MPC相比,迭代分布式MPC能够在保证较小性能指标的前提下,减小优化问题的计算复杂度。     

海岛微电网系统拓扑设计

对目前典型海岛微电网结构进行较为详细的分析,并指出海岛微电网设计的局限性。在此基础上提出海岛微电网设计的基本原则:海岛电网用电可靠原则、海岛电网建设和运营经济性原则、资源充分利用原则和系统灵活性原则。以上述原则作为指导,提出2种适合不同海岛地理环境、负荷和电源分布的海岛直流微网的拓扑设计,并以现有海岛交流微网作为对比,分别计算3种微网拓扑的建设成本和运营成本,对其经济性进行比较分析。运用最小割集法,对上述微网拓扑的供电可靠性指标进行计算,并结合拓扑结构对结果进行分析。提出海岛微电网设计的原则,并基于此原则设计2种海岛微网拓扑,为未来海岛微网拓扑的设计和实际开发提供一种新的参考。     

含多微源的微网并网控制运行特性研究

文章以永磁同步风力发电机、光伏发电系统、蓄电池储能系统建立了混合微网结构模型。为了充分发挥各微源的优势并保证微网的供电质量,对各微源控制器采用不同控制策略进行。对风力发电系统采用改进PQ控制、光伏发电DC/DC变换器进行最大功率跟踪法控制以及蓄电池采用定直流电压控制来维持直流母线电压。文章基于PSCAD/EMTDC软件对系统不同运行工况进行仿真,结果表明控制策略具有正确性及可行性。     

基于RBF神经网络整定PID的 风力发电变桨距控制

为了改善变速恒频风力发电系统在恒功率输出运行区域内的动态性能,在分析系统变桨距控制研究现状的基础上,基于RBF神经网络（RBFNN）整定PID控制理论设计风力发电系统变桨距控制器,建立了风力机及变桨距机构模型,以发电机转速测量值与额定转速相比后误差为输入设计控制器。在随机风作用下对设计的RBFNN整定PID控制器进行仿真,结果表明基于RBFNN整定PID控制理论的变桨距控制器具有良好的动态性能及对风速扰动的鲁捧性,能够有效改善风力发电系统变桨距控制效果。     

采用离网型风力发电,光伏发电系统解决村落集中供电的社会效益分析

本文从社会效益证明采用离网型风力发电、光伏发电技术解决我国边远地区村落供电是切实可行的。这项新技术的推广应用,有力地推动了当地社会、经济、文化的发展,为改善边远地区的落后面貌起到了积极的作用。     

直流微网供电的电动汽车无线充电站控制策略

以电动汽车无线充电站为研究背景,并采用直流微网为其供电。为保证微网能够向充电站自用负荷与电动汽车提供可靠的电能,提出分层控制的方法。上层控制器负责运行状态的判断与底层控制器的管理,底层控制器包括风光互补发电的MPPT控制器、混合储能功率分配控制器、脉冲密度调制器和车载电池充电控制器。其中脉冲密度调制有效精简了无线电能传输系统的结构,保证输出电压稳定的同时,确保系统工作效率最高。在Matlab/Simulink中搭建直流微网供电的电动汽车无线充电系统的仿真模型,建立了无线电能传输系统的实验平台,通过仿真与实验验证了策略的有效性与系统的可行性。     

基于比例多谐振控制的直驱永磁风力发电系统谐波抑制研究

直驱永磁同步发电机受变流器开关频率限制及电网电压畸变的影响,并网电流常含有大量且难以消除的低频谐波。文章基于双PWM并网变流器建立永磁同步风力发电系统仿真模型;提出一种高性能比例多谐振电流环控制器以提高电流环的谐波抑制能力和改善跟踪控制性能,并对基于传统PI控制及比例多谐振控制的永磁风力发电系统进行了对比。仿真和实验结果验证了风力发电控制系统模型的正确性,以及比例多谐振控制器谐波抑制的优越性。     

Savonius型风力机结构的优化设计

对传统Savonius型垂直轴风力机各几何参量进行优化,在此基础上加入一种半自动阀门装置,得到的新型Savonius风力机,在设计风速10m／s下,对其各项空气动力学性能参数进行计算。结果表明,这种风力机具有很好的开发意义,可应用于沿海地区民宅的小型风力发电,城市公共照明及景区夜景工程的离网供电。     

多种分布式能源的离网微电网控制策略

离网型微电网解决边远地区、欠发达地区的供电难题.但因其脱离大电网,存在供电不平衡,电能质量差的问题.实现供电平衡、高电能质量供电已成为离网型微电网发展瓶颈.本文提出离网型控制策略,以储能系统做为主调节电源,分布式能源和柴油机作为辅助调节电源,通过主辅电源的自适应调节,保证系统供电平衡,高质量供电.并通过案例应用分析,证...     

风/柴/储能风力发电系统储能装置控制与仿真

采用电压外环和电流内环的控制方法,设计了风/柴/储能发电系统储能装置控制器电路,该控制器适用于连接在系统直流母线上蓄电池等储能装置的控制。在Matlab环境下,对该控制器进行了仿真,结果表明,该控制器能确保储能装置稳定运行,满足风/柴/储能风力发电系统对电压稳定的要求。     

基于Z源逆变器的离网光伏系统仿真设计

对于偏远或电网未覆盖的区域,设计优良的离网光伏系统可解决本地负载的供电问题。将高效Z源逆变器应用于离网光伏系统,提出了系统整体控制策略,在控制离网系统三相交流电压稳定的基础上,同时进行光伏系统最大功率点跟踪（MPPT）,额外能量为蓄电池组充电,实现了能源的有效利用。系统仿真结果表明,当交流负载阶跃变化时,系统输出交流电压及MPPT控制仍能快速恢复稳定,蓄电池充电电流也能自行调整,验证了该离网光伏系统的正确性与可行性。     

中小型风力发电系统单相并网逆变器控制策略研究

介绍了适用于中小型风力发电系统并网的单相逆变器主电路拓扑及其典型控制策略;针对传统PI控制器和新型PR控制器进行了详细的理论分析和比较。利用Matlab/Simulink搭建了风力发电系统单相并网逆变器仿真模型,分别对PI控制器和准PR控制器进行了仿真研究。仿真结果显示,新型准PR控制器具有更好的稳态特性、跟踪特性和更强的抗电网扰动能力。该控制策略对于中小型风力发电系统并网逆变器的实际应用具有重要意义。     

基于Hamilton模型的风力发电系统的自适应控制

研究了基于端口受控哈密尔顿模型(PCH)的永磁同步风力发电系统的无源性控制(PBC)问题。在对风力发电控制系统设计中,充分利用其本身的物理结构特性,选择系统能量函数,并基于哈密尔顿方程,建立系统的端口受控哈密尔顿结构模型,基于此模型设计了风力发电系统的无源性控制器,该控制器不仅简单易实现且反映了系统内部结构以及动态特性的信息。同时,在控制器设计中还考虑了系统存在参数不确定和外界干扰情况下的自适应控制问题。仿真实验证明了控制器的有效性。     

风光储微网系统孤岛运行控制策略研究

文章建立了基于光伏发电系统、永磁同步风力发电系统以及混合储能系统的微网系统,主要对低压微网孤岛运行控制策略进行研究。针对传统单一主电源控制存在的缺陷,设计了由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统作为主电源,采用改进V/F控制策略,为微网系统提供电压和频率支撑,同时在微网系统频率波动时实现功率的快速跟踪;风力发电系统和光伏发电系统作为从电源,采用按最大功率跟踪输出的PQ控制策略。基于PSCAD/EMTDC仿真平台建立了微网系统仿真模型并对不同运行工况进行仿真实验,仿真结果表明了该控制策略的有效性,同时微网孤岛运行的可靠性和稳定性得到了提高。     

小型风力发电提水试验系统

通过小型风力发电提水试验研究，探讨了离网型风力发电机组发电提水的优越性。与传统的风力提水机组相比，小型风力发电提水系统具有设备简单、适应性强和匹配性好等优点。