双馈风力发电机并网新型控制策略分析

通过研究已有的风力发电机空载并网控制的文献,指出定子磁链并网控制策略的不足之处,提出了电网电压并网控制策略,同时通过试验设计了并网前相位与相序的检测方法。通过仿真发现,在此控制策略下,双馈风力发电机定子侧的电压在频率、幅值、相位上接近电网电压,达到了无冲击并网的目的,验证了此控制策略的正确性和有效性,是空载并网方式的一种理想的控制策略。     

电网电压跌落下双馈风力发电机组暂态性能的比较分析

为了较全面地研究不同运行工况下并网双馈风力发电机组的暂态运行性能,该文基于双馈发电机电磁暂态模型,采用等效集中质量法,建立了考虑风力机和发电机之间传动轴扭转柔性的风力机两个质量块等效模型。在此基础上,基于定子电压定向的矢量控制策略,对风电机组在不同风力机输出转矩、不同电网电压跌落和不同故障持续时间下分别进行了暂态运行性能的仿真,并对风力机不同质量块等效模型的结果进行比较。结果表明,双馈风力发电机组暂态性能与风力机传动链柔性、电压跌落程度和故障持续时间等密切相关。     

基于模糊控制的双馈发电机并网控制策略分析

针对风力发电传统并网方式的缺陷,提出了模糊PI控制器与电压环、电流环和矢量控制相结合的新型控制策略,通过Matlab/simulink平台搭建并网控制仿真模型,发现双馈风力发电机定子电压的频率、幅值、相位比传统并网方式更接近电网电压,实现了无冲击并网的目的,并验证该控制策略的正确性和优越性。     

交流励磁变速恒频双馈风力发电系统并网控制策略与试验

提出了一种双馈风力发电系统并网控制策略。给出了双馈电机在同步旋转坐标系里的数学模型,采用电网电压定向矢量控制,对双馈电机的数学模型进行了简化。结合交流励磁双馈电机风力发电系统并网的实际情况,提出了分段并网控制策略,给出了各个控制器的设计方法。在实验室所搭建的变速恒频双馈电机风力发电试验平台,作了相应的验证性试验。试验结果证明,所提出的方法可以使双馈电机实现平滑并网。     

双馈风力发电系统空载并网模糊PI控制

基于定子磁链定向矢量控制原理,分析双馈风力发电系统并网运行机理,提出了系统空载并网模糊PI控制策略.在此基础上,该文对双馈风力发电系统空载并网过程进行了研究,并与模糊控制及PI控制进行比较.研究结果表明,并网模糊PI控制策略的动态响应快,稳态精度高,对电网电压波动和电机参数变化具有较强的鲁棒性,且并网过渡过程短暂,并网前后运行平稳.模糊PI控制方式既具有模糊控制器动态响应快、鲁棒性强的特点,又兼有PI控制器稳态精度高的优点,是一种优良的并网控制策略.     

变速恒频风力双馈发电机并网电压控制研究

双馈电机定子电压有效控制是变速恒频发电机实现无冲击电流并网的关键，本文针对双馈电机定子电压控制进行研究，提出了一种基于定子磁场定向转子电流开环控制策略，分析了定子电压频率、幅值及相位的控制规律，给出了该策略的实现方案，最后利用Matlab工具进行仿真研究，并在实验室22kW双馈电机风力模拟系统上进行实验，仿真和实验结果表明该控制策略能够有效地控制电机定子电压与电网电压在幅值、频率及相位上相一致，是一种较为理想的实现方案。     

基于双环控制的双馈风力发电机组控制策略

在分析了双馈风力发电机组运行特性的基础上,提出一种基于双环控制的变换器控制策略。在转子侧,变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,推导出了用转子有功电流和无功电流独立解耦控制有功功率和无功功率的策略,并实现了风能的最大跟踪;在电网侧,变换器采用电网电压定向矢量控制技术,构建了电流内环、电压外环的双闭环PI控制系统。利用PSCAD/EMTDC软件,构建了双馈风力发电机组仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略的有效性和合理性     

基于虚拟同步机的改进双馈风电机组控制策略研究

针对双馈风电机组并网导致风机转速与电网频率相解耦,不及时响应电网频率变化的问题,提出一种基于虚拟定子电压定向的新型双馈风机控制策略。通过改进双馈风机变流器的控制,在风力发电机与电网之间建立起一套虚拟功角,增加了原系统所没有的惯性和阻尼。在稳态时可保障风机运行于最大功率点,当系统发生频率扰动时,可动态地调节风力机组的输出,以响应电网频率的变化。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建了1.5 MW双馈风机的暂态模型,验证了所提控制策略的有效性。     

矩阵式变换器励磁的双馈风力发电机系统

该文建立了基于双馈电机的变速恒频风力发电系统模型。该系统采用矩阵式变换器作为交流励磁电源，利用定子磁场定向的矢量变换控制实现有功功率和无功功率的独立调节，采用最佳风能控制策略，使系统能够在不同风速下跟踪最大风能曲线，实现风能的有效利用。仿真结果展现了系统的优良特性，在一定程度上验证了该方案的正确性和有效性。     

双馈风力发电机功率因数调节分析

在双馈发电机等值电路的基础上,建立了相应的基本方程,并求出定子电流的解析表达式.通过对定子电流的分析,求得输出电流为额定值时的励磁电压有效值解析表达式及初相位的取值范围.在此基础上,通过对定子电流有功分量及无功分量的分析,得到功率因数超前及功率因数滞后时的励磁电压初相位取值范围.为满足实际工程需要,对电机的参数作进一步简化,最终通过电机的实际参数进行仿真,验证了其理论分析的正确性.     

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。     

双馈风电机组接入地区电网后的电压稳定分析

利用PSASP软件的UPI接口程序模块．在PSASP中建立了双馈风电机组模型,以两个实际的地区电网为例,研究双馈风电机组接入地区电网后对电网电压的影响,结果表明：双馈风电机组提高了地区电网的静态电压水平：双馈风电机组在故障后能够减少系统所需的无功储备,从而有利于地区电网的电压稳定;风速的波动对地区电网的电压有影响,但一般不会影响其暂态稳定性。     

不平衡电压下双馈变速风电机组的控制策略

提出了不平衡电网电压下双馈发电机的控制策略,并建立了双馈发电机在正、反旋转坐标系下的数学模型。在此基础上推导和分析了电网电压不平衡条件下双馈发电机输出的瞬时有功、无功功率的组成。提出了4种可供选择的不平衡电压控制方案,并给出了不同控制目标下转子的正、负序电流目标值的计算原则。通过MATLAB/SIMULINK仿真验证了控制方案的有效性。     

电网电压不平衡下变速恒频双馈感应电机的自适应控制

着重研究双馈感应电机在电网电压不平衡条件下的不间断运行控制问题。利用对称分量法将三相不对称向量分解成正序、负序、零序分量给出的电网电压不平衡情况下的双馈感应电机数学模型,使用非线性自适应控制技术综合设计了电机转子电压的鲁棒自适应控制器。理论分析和仿真研究表明,即使在系统参数和外部干扰存在的情况下,设计的控制器仍可以保证：系统安全可靠的运行、最大风能跟踪、输出恒压恒频的电流以及电网电压不平衡情况下的电机不间断运行。     

滞环矢量控制在双馈风力发电机中的应用

滞环电流控制方法以其动态响应速度快,电路跟踪性能好的优点而获得了广泛的应用和发展。基于双馈发电机数学模型,采用定子磁场定向的矢量控制．转子侧选用改进型滞环电流控制,建立了有功功率、无功功率解耦的控制策略。利用PSCAD软件．建立了仿真控制模型并进行了仿真计算。仿真结果表明,该控制系统能有效地实现双馈发电机有功、无功功率的解耦,验证该控制方案的正确性和有效性。     

双馈风力发电机机侧变流器分析

根据变速恒频双馈风力发电机定子磁链定向矢量控制理论,采用双闭环结构SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）,通过控制转子侧励磁电流达到控制电机定子侧的无功功率和频率的目的。并通过PSIM软件进行亚同步、超同步运行实验,双闭环控制保证了双馈电机的快速响应,仿真验证了双馈风力发电机控制策略的正确性     

5 MW双馈风电机组低电压穿越的仿真分析

针对海上风力发电机组安全可靠运行要求的发展趋势,本文在阐述双馈风电机组控制原理的基础上,建立了双馈发电机及其变流器的控制模型。其次,在分析电力系统对并网风电机组低电压穿越原理基础上,比较分析了双馈风电机组低电压穿越的各种控制技术方案。最后,结合海上用5.0 MW双馈风力发电机组电气参数,对2种典型低电压穿越的转子电路保护措施进行了仿真比较。分析结果表明,采用二极管整流桥加IGBT和保护电阻构成斩波器的措施具有较好的暂态控制效果。     

A robust power control strategy to enhance LVRT capability of grid‐connected DFIG‐based wind energy systems

This paper presents a new robust and effective control strategy to mitigate symmetrical voltage dips in a grid‐connected doubly fed induction generator (DFIG) wind energy conversion system without any additional hardware in the system. The aim is to control the power transmitted to the grid so as to keep the electrical and mechanical quantities above their threshold protection values during a voltage dip transient. To achieve this, the references of the powers are readjusted to adapt the wind energy conversion system to the fault conditions. Robust control strategies, combining the merits of sliding mode theory and fuzzy logic, are then proposed in this paper. These controllers are derived from the dynamic model of the DFIG considering the variations in the stator flux generated by the voltage drop. This approach is found to yield better performance than other control design methods which assume the flux in the stator to remain constant in amplitude. This control scheme is compliant with the fault‐ride‐through grid codes which require the wind turbine generator to remain connected during voltage dips. A series of simulation scenarios are carried out on a 3‐MW wind turbine system to demonstrate the effectiveness of the proposed control schemes under voltage dips and parameter uncertainty conditions.