不同控制策略下含直驱机组风电场的系统电压稳定研究

运行连续潮流计算的PV及VQ曲线法,对不同控制策略下含直驱机组风电场的系统静态电压稳定性进行了研究。通过对新疆一个实际地区电网进行仿真计算,绘制了直驱风电机组构成的风电场分别采取恒功率因数为1、恒功率因数为0.99、恒功率因数为-0.99及电压控制模式下地区电网电压中枢点、重要变电站、风电场公共接入点(point of common coupling,PCC)的PV曲线及VQ曲线。通过仿真分析可以得出,当风电场在处于低出力水平时,电网的静态电压稳定性较好;在风电场注入功率较大时,电网无功裕度减少,导致电网静态电压稳定性降低。直驱机组风电场采取恒电压控制策略要优于恒功率因数控制策略下的电网静态电压稳定性。     

永磁直驱风力发电机输出电压控制策略

针对永磁直驱风力发电系统中机侧变换器交流侧与直流侧电压幅值之比不匹配的问题,提出一种永磁同步发电机输出交流电压的控制策略。所提控制策略是基于转子磁链定向下,来分析定子d轴电流分量i_sd与电机输出电压U_s之间的空间矢量关系,通过设定U_s的d轴最大分量为U_sdmax,来调节i_sd大小使输出电压与直流侧电压满足比例关系。并在仿真平台中搭建了永磁直驱风力发电机输出电压控制策略的仿真模型,该控制模型可以调节永磁同步发电机输出电压的幅值,使机侧变换器直流侧电压与交流侧电压满足比例关系,也验证了该控制策略的正确性和可行性。     

永磁直驱风机风电场并网电压稳定性及其无功补偿分析

针对风电场并网容量的逐年增长对电力系统稳定性产生的影响,以及大规模风电场接入局部电网带来的电压稳定问题,建立了永磁直驱风机风电场并入交流电网的电磁暂态等值模型,分别从静态和动态角度分析了并网点短路比、联络线等效电阻与电抗比值(XL/RL)对并网点电压稳定性的影响,并采用机端并入并联电容器和并网点并入STATCOM方式进...     

永磁直驱风电系统永磁同步发电机单位功率因数控制

使用永磁同步发电机(PMSG)的直驱风电系统目前发展得很快,选择合适的PMSG控制策略对系统性能非常重要.采用单位功率因数(UPF)控制方法对PMSG进行控制,可以降低永磁直驱风电系统变流器的功率等级,节省变流器容量;同时使用高精度增量式编码器对电机转速和相位进行测量.仿真和试验结果证明了UPF控制策略的有效性.     

直驱型机组风电场并网静态电压稳定性研究

对基于永磁直驱型机组的风电场静态电压稳定性进行了研究.通过单机无穷大系统分析了影响并网风电场电压稳定性的主要因素,以美国西部电网WSCC3机9节点系统为例,分析了风电场接入后对系统电压稳定性的影响,并对不同线路等值阻抗、不同控制方式下的电压稳定性进行了比较分析,得出了P-V曲线.     

永磁直驱风电系统永磁同步发电机单位功率因数控制

使用永磁同步发电机（PMSG）的直驱风电系统目前发展得很快,选择合适的PMSG控制策略对系统性能非常重要。采用单位功率因数（UPF）控制方法对PMSG进行控制,可以降低永磁直驱风电系统变流器的功率等级,节省变流器容量;同时使用高精度增量式编码器对电机转速和相位进行测量。仿真和试验结果证明了UPF控制策略的有效性。     

直驱式永磁同步风力发电机的H∞控制

研究了直驱式永磁同步风力发电机的H∞控制,应用直接反馈线性化,建立了鲁棒控制模型,采用H∞控制理论得出控制律,算法简明实用.仿真表明,H∞控制可以保证在风速变化、系统参数不确定和外部干扰的情况下,直驱式永磁风力同步发电机仍能安全可靠地获取最大风能,向电网输送恒频恒压的电能.     

直驱式永磁同步风力发电系统的并网控制

本文针对新疆金风公司1.5MW直驱式永磁同步风力发电系统,采用多变流器并联的方式,应用基于电网电压定向的电压、电流双闭环矢量控制策略,实现并网逆变控制。仿真实验结果表明,采用该控制策略实现了独立调节系统输出的有功功率和无功功率,注入电网的电流为正弦波,馈入电网的谐波畸变率很小,且系统具有良好的动静态性能。     

多直驱永磁同步发电机并联风电场次同步阻尼控制器降阶设计方法

多直驱永磁同步发电机(PMSG)并联风电场并网电力系统中可能出现次同步振荡现象。为了保证系统稳定运行,提出了一种多PMSG并联风电场次同步阻尼控制器降阶设计方法。文中次同步阻尼控制器以风电场集中母线电压幅值为输入信号,并将输出信号分配到风电场中每台PMSG电网侧换流器控制回路上,次同步阻尼控制器参数在多PMSG并联风电场并网系统降阶模型的基础上由全局搜索算法优化得到。次同步阻尼控制器降阶设计方法可以降低状态矩阵维度,大大减少参数优化时间。最后,基于Matlab软件对20台PMSG并联风电场并网电力系统进行模态分析和非线性仿真分析,结果显示,降阶设计的风电场次同步阻尼控制器在不同场景下均能够抑制多PMSG并联风电场次同步振荡,提升系统的稳定性。     

永磁直驱型风力发电机的无传感器控制

分析了基于锁相环的永磁同步发电机转速和转子位置估算方法,并在这种无传感器算法的基础上实现了永磁同步电机的矢量控制.通过仿真验证了该矢量控制方法的有效性,并在风电试验系统上进行了试验,结果表明该方法能够实现对永磁同步发电机的有效控制.     

基于反馈线性化原理的直驱风力发电机组控制系统设计

提出一种基于反馈线性化原理的控制策略来设计直驱型风力发电机组(D-DPMSG)控制系统。为了使系统稳定运行在最大功率区域和快速追踪最大功率特性曲线,建立了系统各部分的动态模型并推导出了该非线性控制策略。在随机风速扰动下,相对于传统的PID控制策略,基于反馈线性化原理设计的非线性控制器使系统的转速响应超调更小,响应速度和恢复速度更快,效果更好。最后,大量仿真证明了该控制策略在追踪最优功率曲线的有效性。     

兆瓦级直驱永磁同步风力发电机系统研究

针对兆瓦级海上直驱永磁风力发电系统性能要求高、调试难度大、研制周期长,研究一种电机设计与控制优化结合的场路耦合仿真研究方法。针对带有斜极斜槽结构的发电机性能受多参量耦合影响、PI控制的模型依赖性,研究了利用多变量、多目标耦合优化电机尺寸参量,利用Ansoft有限元法建立发电机精确模型。基于Maxwell与Simplorer对发电机侧双闭环PI控制进行了场路耦合仿真,模拟了四种不同风速扰动、电磁耦合影响参数摄动共同作用下的动态起动过程,结果验证了系统实现最大功率追踪的可行性。     

直驱永磁风力发电机并入10kV配电网的研究

建立直驱永磁风力发电机的变流器模型及其控制策略,并接入10 kV配电网运行。通过对比并网出口和并网点上、下游的接地故障,探讨了风力发电机组并网对配电网继电保护的影响。同时,在配电网发生电压跌落的情况下,讨论了含全功率变频器的直驱永磁风力发电机组运行特性。结果表明,短路时,直驱永磁风力发电机组能提供稳定短路电流,并且对并网点下游短路电流有助增作用,对上游短路电流的影响较小;电压跌落时,机组能够很好地隔离故障,并且对电网有一定的无功支撑。     

永磁直驱风力发电机变流系统的谐波分析

结合中国海油总公司设计建造的国内第一座海上风电站的仿真研究项目,分析了一种考虑到现有开关器件功率水平,符合MW级直驱永磁型风力发电要求的变流电路,即多重化并联结构.将其主要电路即多重化并联升压斩波器及空间脉宽调制(SPWM)逆变器的输入输出特性与单重时进行了比较分析,并通过PSCAD建模及仿真,验证了该多重化电路结构在提高系统容量的同时,有效抑制了谐波的输出,从而提高了电能质量,满足对孤立网络的并网要求.     

直驱式永磁风力发电机组并网控制

为了省去直驱式永磁同步风力发电机组D-PMSG(direct-drive permanent magnet synchronous generatorswind turbine)串接的交-直-交变流器,减少初期投资费用,文中设计了D-PMSG并网控制策略.通过对交-直-交变流器的控制,使发电机定子电压与低频母线电压满足...     

2kW直驱式永磁同步风力发电机设计与仿真

针对现有永磁风力发电机结构存在的不足,分析设计了一种新型直驱式永磁同步风力发电机。应用磁路法对电机进行了电磁设计,初步确定了电机的主要尺寸参数;采用有限元数值方法分析了其空载和负载情况下的磁场分布规律,获得了永磁同步发电机的电磁特性,验证了电磁设计的正确性。     

电网故障下直驱永磁风力发电机的无功功率控制策略

直驱永磁同步风力发电系统（Directly driven wind turbine with Permanent Magnet Synchronous Generators, D-PMSG）因具有结构简单、发电效率及运行可靠性高等优点已经逐渐成为风力发电的主流机型。随着风电场规模的逐渐增大,风力机的低电压穿越能力（Low Voltage Ride Through, LVRT）已经成为大型风电场并网的必备条件。文中针对电网故障下直驱永磁风力发电机的无功功率出力问题,采用在电网故障阶段并联备用变频器以及无功优先的控制方法,在电压跌落期间充分利用变频器的无功产生能力, 使风力发电系统在故障期间迅速增加无功功率的输出,提升机端电压,帮助电网电压恢复,从而增强了直驱永磁同步风力机的低电压穿越能力。     

基于PSCAD的直驱式风电机组运行特性仿真

在分析直驱式永磁同步风电机组的基本构成、数学模型基础上,研究了变流器的控制策略.利用PSCAD/EMTDC仿真平台构建了直驱式永磁同步风电机组的仿真模型,仿真分析了阶跃风速下直驱式风电机组稳态运行特性,并仿真研究了额定风速下直驱式风电机组的暂态特性.研究结果表明并网运行的直驱式风电机组具有良好的运行特性,电网故障时直驱式风电机组能够调节无功功率输出,对电网电压的恢复有积极的作用,能提高电网的稳定性.     

直驱永磁同步风电机组的三相短路故障特性

以直驱永磁同步风力发电机组为研究对象,重点研究采用不可控整流结构变频器的逆变环节,建立了包括永磁同步电机在内的传动系统、变频器等环节的数学模型和相应的传递函数关系。在Matlab／Simulink环境下搭建了完整的直驱永磁同步风力发电机组与电网的仿真模型,对三相对称短路故障情况下风力发电机组的运行特性进行了全面研究,研...