风力发电技术与系统仿真

阐述了国内外风力发电的发展现状,及风电机组大型化、变桨变速功率调节、直驱永磁发电机、海上风电等风力发电技术的研究现状,并以双馈风力发电机系统为研究对象,利用MATALAB/Simulink,建立了双馈风力发电系统仿真模型.仿真结果显示,风力发电系统的电压、电流及有功功率输出波形完全符合电力设计规范要求.     

变速恒频双馈风力发电机的矢量控制研究

变速恒频风力发电已成为并网风电机组发展的趋势.分析了变速恒频双馈发电机组的结构,研究了能实现最大风能捕获和有功、无功功率解耦控制的双馈发电机的定子磁链定向矢量控制策略,并通过仿真验证了该控制策略的正确性、可行性,为后续的研究工作奠定了基础.     

基于最大功率追踪的双馈风力发电机直接转矩控制

根据风力涡轮机的工作原理及风电控制系统的特点,构建了以双馈感应电机为对象的变速恒频风力发电系统,为克服大风扰动对风电机组有功功率的影响,提出了采用融合最大功率追踪算法和直接转矩控制算法的控制策略,以提高功率控制的平稳性.以某风场1.5 MW双馈式风力发电机为参照,搭建机组的Matlab仿真模型,对不同风速扰动下的机组功率控制进行仿真,仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性.     

含双馈风电机组的配电网运行模拟

为了解决含双馈风电机组配电网的运行模拟问题,应用HOMER软件和PSASP软件,构建了风场环境模拟和交流潮流计算交替进行的含双馈风电机组配电网的运行模拟模型.通过代表日风电场环境模拟生成,双馈变速恒频风电机组的电源模型的构建,含风电机组配电网的潮流计算,实现了相应的运行模拟过程.IEEE14节点算例表明了论文所提运行模拟方法的可行性,分析结果说明了风电机组对配电网运行指标的影响.     

双馈变速恒频风电机组的功率特性

针对在风电机组完成设计之前,需要对机组输出功率性能作出预测的问题,介绍了双馈变速恒频风电机组的系统模型,包括风速、风轮、发电机和变频器的数学模型;根据叶轮原动机输入的机械能和机组的发电功率曲线,研究双馈发电机的稳态特性、功率关系;基于SUT 1500风机模型的参数,利用MATLAB软件仿真机组的功率输出特性.研究结果表明,对于双馈变速恒频风电机组,在低于发电机额定转速时,通过调节功率因数,可以实现机组的最大功率输出,提高机组的运行效率和性能,给机组的控制方案设计提供了参考.     

双馈型风力发电机有功无功解耦控制仿真

根据变速恒频双馈风力发电理论,设计了一套基于DSP的双PWM风力发电实验系统.该实验系统采用双DSP控制核,保证了风力发电控制系统的快速性.基于双馈发电机数学模型和定子磁场定向的矢量控制,建立了有功功率、无功功率解耦的控制策略和Matlab/Simulink仿真模型.实验结果表明：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,为大型变速恒频双馈风力发电机组励磁变频器提供了理论基础.     

基于二分法的双馈风力发电机组功率协调控制策略研究

提高风力发电机组有功功率的主动控制能力,对促使风电场满足电网有功输出要求,推动风力发电持续发展具有重要作用。为实现对双馈风电机组有功输出的主动控制,对双馈风力发电机组的功率关系及其调控方式进行分析,提出了基于二分法的有功功率分层协调控制策略:以变桨距控制作为外层控制,对机组输出功率进行粗调;在变桨距控制的基础上,以变速控制作为内层控制,利用二分法确定机组的最优转速,对机组的输出功率进行微调,从而实现对机组有功输出快速准确调整。最后,利用PSCAD仿真平台对控制策略进行验证,仿真结果表明该控制策略是可行的。     

直驱永磁电机与双馈发电机的研究现状与发展前景

主要讲述了风力发电技术的现状和发展,列举了变速恒频风电技术,分析了直驱永磁发电机和双馈发电机国内外研究现状和发展趋势,指出直驱发电机和无刷双馈发电机具有传统同步发电机无法比拟的优越性,其结构更简单,可靠性高,具有广泛的应用前景。     

变速变桨距风电机组减载调频综合控制策略研究

为了适应高风电渗透电力系统调频需求,各国风电并网导则均要求风电场具有参与系统调频的能力.由于双馈感应风电机组调频能力与其运行工况相关,不计工况统一减载调度必然存在不合理性.围绕DFIG调频控制策略,提出一种变速与变桨协调控制减载运行控制策略,整定具备功率向上调节能力的减载运行曲线,基于仿真计算得到各风速下风电机组最大可下调功率范围,并通过下垂频率调整控制,检验减载运行方式下风电机组对系统频率的支持作用.仿真研究表明:考虑各风电机组调频能力差异来优化配置各风电机组的调频容量,可以提高调频调度的合理性.     

并网变速恒频风力发电系统动态仿真建模及控制

数字仿真是研究风力发电机组动态特性及其与电网相互作用的重要手段,控制策略对变速恒频风力发电系统的特性起决定性的作用．然而,目前对于并网风电机组的动态建模还没有公认的统一模型．针对基于双馈感应发电机和永磁同步发电机的2种常见风力发电系统,从大量文献中整理出一套适用于动态仿真研究的简明模型,包括风轮机、DFIG和PMSG的模型及其控制策略,并以风电机组低电压穿越和惯性控制为例简述模型的应用方法．在实际使用该模型时,可以根据具体研究需要,对模型各环节进行进一步简化或细化．     

改进的双馈风电机组低电压穿越能力研究

针对风电机组低电压穿越能力的要求,在分析Crowbar电路和串联制动电阻(SDBR)保护原理的基础上,提出利用两种方式结合的方法来改善双馈风电机组的低电压穿越能力。利用Matlab/Simulink仿真平台建立基于双馈风力发电机的风电系统仿真模型,并将仿真结果同不加任何保护装置的风电系统各参数进行对比。结果表明,改进的保护措施能有效保护风电机组,提高机组的低电压穿越能力。     

定桨距变速风力发电机组的控制策略研究

提出定桨距变速风力发电机组的串级控制。外回路根据机组的运动方程采用自适应最优模糊控制,给出发电机电磁转矩设定值,实现参考转速的渐进跟踪。算法综合考虑风力发电机组的机械特性和电气特性,系统辨识作为控制算法的一部分自动执行。内回路基于双馈发电机的定子磁场定向矢量控制系统模型,结合动态线性化和反馈稳态解耦技术,提出发电机有功、无功功率的预测函数控制。采用 PI 控制与本文的控制策略作对比仿真,结果表明提出方法的有效性。     

双馈风力发电机无位置传感器矢量控制的策略

目前双馈风力发电机普遍趋向于采用矢量控制策略，实现发电机有功、无功功率的独立控制.但是由于风力发电机一般工作在恶劣的气候条件下，使用通用传感器进行位置和速度信号检测，故障率高，且检修不便，为此提出一种简单可行的无位置传感器矢量控制方案.基于双馈电机数学模型，重点讨论在转速控制阶段，采用定子磁场定向的矢量控制，进行了转子位置估算，得到了转速及功率变化规律.最后对1?MW的风力机模型进行系统仿真实验，证实了该方案的可行性.     

典型电网故障下双馈风力发电系统仿真与分析

基于双PWM变频器,建立了双馈风力发电系统的数学模型,给出了转子侧变频器和网侧变频器的电压前馈控制策略,实现了双馈发电机的解耦控制和并网.利用MATLAB SIMULINK建立了仿真模型并对双馈风力发电系统在网侧单相接地、相间短路、电压跌落、电压不平衡等典型故障下进行了仿真.仿真结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确...     

基于PR控制的无刷双馈电机

针对无刷双馈电机的变速恒频发电这一实际应用,提出一种基于PR控制器的磁链观测方法,为无刷双馈电机发电的矢量控制算法的实现打好基础。在对比纯积分方法和仿真的基础上,验证了这种磁链观测方法的正确性和实用性。     

含双馈感应电机风电场的动态等值

实际风电场包括多台风电机组,对其机械和机电特性动态建模,需要引入大量微分方程,计算量较大。文章提出并实现了一种双馈感应风机机电暂态过程的等值算法。对风力机、传动系统、感应发电机、变流器及控制系统分别进行合并。考虑了风速在额定值以下或以上时,风力机采取速度控制和功率控制策略,分两种情况等值风速和风能利用系数。分别考虑电网故障和风力机风速扰动,比较等值前后风电场出口电压和功率,以及电网中同步发电机功角和频率。仿真结果表明,所提等值算法误差小,计算效率高,对风电系统暂态稳定分析具有良好的应用效果。