双馈风力发电机终端滑模变结构的直接功率控制

将终端滑模变结构应用到双馈感应发电机(DFIG)系统的直接功率控制(DPC)中,将滑模变结构和空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术相结合,通过控制两相转子电压直接控制系统定子侧的有功、无功功率,省略了电流控制,从而简化了控制结构。最终实现了DFIG有功、无功功率的分别调节。通过仿真分析和实验研究,验证了该控制策略具有快速的动态响应功能和良好的动、静态性能。     

双馈风力发电转子侧PWM变换器功率控制策略

根据双馈感应电机(DFIG)的数学模型,详细论述了双馈风力发电系统功率控制原理,分析了转子侧PWM变换器对定子输出功率的控制作用。转子侧PWM变换器采用按定子电压定向矢量控制策略,在实现定子输出有功、无功功率解耦控制的同时也能平滑地调节定子侧功率因数。MATLAB软件的仿真结果和所搭建双馈风力发电系统试验平台的试验结果均验证了控制方案的正确性和可行性。     

基于前馈补偿的双馈风力发电控制系统

双馈风力发电系统由于能量转化效率高,变流器的容量较小,而且能独立控制发电机的有功功率和无功功率,成为风力发电的主要形式。但是,当风速变化时容易导致双馈感应电机(DFIG)转子的电流产生冲击,对DFIG的使用寿命产生一定程度的影响。在分析了DFIG动态数学模型的基础上,根据DFIG的交流励磁变速恒频风力发电的基本原理,针对转子侧变流器,提出了一种基于前馈补偿的控制策略。该控制策略有效抑制了转子的冲击电流,并减小了转子电流对DFIG的冲击,延长了DFIG的使用寿命,提高了DFIG的动态性能,进一步提高了DFIG变速恒频风力发电并网运行的可靠性。仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性,不仅能改善DFIG风力发电并网的暂态性能,而且提高了DFIG变速恒频下的稳定性。     

基于DPC-SVM策略的双馈感应电机风力发电系统的研究

本文提出了双馈感应电机(DFIG)风力发电系统的基于空间矢量调制(SVM)的新型直接功率控制(DPC)策略。基于本文提出的策略,使用仿真软件MATLAB/Simulink建立了一个2MW的DFIG仿真系统,仿真结果显示采用了DPC-SVM控制策略的DFIG系统有良好的动态运行和稳定性控制能力。     

双馈风力发电系统机侧模型预测直接功率控制

提出一种基于瞬时功率理论的模型预测直接功率控制(DPC)策略,建立功率预测模型,分析了双馈式异步发电机(DFIG)转子侧变换器电压矢量对定子输出有功、无功功率变化影响。构造瞬时功率误差价值函数,以满足价值函数最小为目标计算下一时刻功率指令,利用功率预测模型和价值函数最小原则得出目标控制电压矢量,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)实现模型预测功率控制,同时将延时补偿引入功率预测模型中,减少谐波含量同时获得固定开关频率,具有良好的稳态性。仿真及实验结果表明了所提控制策略的可行性和有效性。     

双馈风力发电机滑模变结构直接功率控制

与矢量控制相比,直接功率控制(DPC)应用于双馈风力发电系统能简化控制结构,提高系统动态性能。提出将一种变指数趋近律滑模变结构控制策略用于双馈风力发电机直接功率控制中,并通过引入空间矢量调制技术使DPC的开关频率保持恒定。该策略采用滑模控制直接计算所需的转子控制电压以消除瞬时有功、无功功率误差。仿真及实验结果表明,滑模直接功率控制系统的动、静态性能优良。     

谐波电网下基于重复控制的双馈风力发电机直接功率控制技术

为提高包含更高次谐波电压的电网环境下双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的运行性能,改善其馈入电网的电能质量,该文提出了一种基于重复控制调节器的DFIG直接功率控制(direct power control,DPC)策略,分别实现了DFIG定子电流无畸变、有功和无功功率平稳、电磁转矩平稳3个控制目标。进而分析了所提DPC策略在不同控制目标下的稳定运行性能。最后,构建1 k W DFIG实验系统,对所提控制策略的有效性进行了实验验证。     

负序及谐波畸变电网电压下双馈风力发电系统的改进直接功率控制策略

由于定子直接连接到电网,电网电压中的负序和谐波分量会严重恶化双馈风力发电机(DFIG)系统的运行性能,导致系统输出总电流三相不对称及谐波畸变、总输出有功功率及无功功率波动等,使得DFIG系统无法安全稳定可靠运行,且输出风电质量下降。同时考虑负序和谐波电网下DFIG系统机侧变流器和网侧变流器的运行状态,以改善DFIG系统总输出电流或功率质量为目标,研究基于二阶矢量积分器(SOVI)的DFIG系统网侧和机侧变流器改进直接功率控制(DPC)策略,改善DFIG系统的运行性能。实验结果验证了所提出的负序和谐波畸变电网电压下DPC策略的正确性及有效性。     

基于燃料电池储能的双馈风力发电机功率及电压平滑控制

双馈风力发电(doubly fed induction generator简称DFIG)技术是目前风力发电的主导技术。针对DFIG的功率解耦控制,设置了直流侧储能设备,在转子侧有功和无功功率的解耦控制的基础上,解决了风速瞬变时发电机网侧功率和电压摆动的问题。控制方法采用传统PID控制,储能装置采用燃料电池储能技术。设计了基于MATLAB仿真系统。从仿真实验结果可以看出方法的正确性和实用价值。     

基于矩阵变换器双馈风力发电系统矢量解耦控制

本文结合矩阵变换器、双馈感应电机(DFIG)风力发电系统的优点,导出了双馈电机风力发电系统在同步旋转dq坐标轴下的矢量控制数学模型;针对常规矢量控制中存在电流耦合情况,设计一种新型、简易的电流前馈解耦控制方案.在此基础上,建立基于矩阵变换器交流励磁磁场定向电流解耦矢量控制策略.MATLAB仿真结果表明,当有功、无功功率变化时,电流解耦控制具有良好动态性能.本文设计了11kW风力发电试验装置并进行离、并网实验,当双馈电机处于亚同步、超同步状态时,双馈电机定子电压和频率均能保持稳定,实现变速恒频运行.实验结果表明,基于矩阵变换器交流励磁双馈风力发电系统是可行的,并具有一定的实用价值.     

兆瓦级双馈风力发电系统的有功和无功控制研究

双馈发电机的有功(P)、无功功率(Q)的解耦控制是变速恒频(VSCF)风力发电系统的关键技术.本文阐述了变速恒频风力发电系统的工作原理,在分析双馈感应电机的动态数学模型以及定子磁链定向矢量控制的基础上,介绍了一种有效的有功、无功功率解耦控制方法.Matlab仿真结果表明该控制方案能够很好地实现双馈电机的有功、无功功率的解耦控制,验证了该控制策略的正确性.     

双馈感应发电机无锁相环直接功率控制

直接功率控制(DPC)策略由于实施结构简洁、响应速率快等优势,在新能源发电领域得到了广泛的应用,因此提出基于两相静止坐标系的双馈感应发电机(DFIG)无锁相环DPC策略。针对两相静止坐标系中DFIG有功、无功功率动态方程的参数时变特性,构建了DFIG的有功、无功励磁电压2个可控量,并将含有交流电压系数矩阵的DFIG有功、无功功率动态方程变换为常系数动态方程,简化了控制系统设计,并根据DFIG的转子位置角,DFIG转子励磁电压与有功、无功励磁电压间的转换。利用简单线性调节器,即可完成对DFIG有功、无功功率的解耦控制与无差跟踪。最后,通过试验验证了所提控制策略的有效性和频率适应性。     

双馈异步风力发电系统网侧变换器的控制研究

网侧变换器的控制是双馈风力发电变流系统稳定运行的关键。在深入分析网侧变换器数学模型的基础上,设计了一套内环电流PR调节、外环电压PI调节的双闭环控制系统。与此同时,在Matlab/Simulink软件中搭建其仿真模型,且采用M语言简化了空间矢量脉宽调制(SVPWM)模块的研发,并进一步完成了相关仿真研究。在已搭建的双馈风力发电实验平台上开展了实验研究。结果表明,所提控制方法及相关设计满足要求。     

双馈风力发电机变换器的控制方法研究

本文主要研究了双馈感应电机(DFIG)的网侧和转子侧变换器的控制方法。双馈感应电机中转子侧变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,实现了风能的最大跟踪以及有功功率和无功功率的解耦控制。网侧变换器采用电网电压定向矢量控制技术,控制了直流母线电压的恒定以及调节了网侧的功率因素。采用PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件,构建了包括风速模型、风力机模型、变速恒频双馈电机、定子侧和转子侧变换器在内的双馈风力发电机仿真模型。仿真实验结果表明,所提方法是有效、合理的。     

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。     

2MW双馈式风电机组最大功率追踪控制研究

目前,以双馈感应风力发电机(DFIG)为主的风力发电机组在电力系统中所占比例比较大.本文通过对风力机功率特性和双馈式风电机组最大风能追踪的研究,在分析双馈发电机数学模型和有功、无功功率解耦控制的基础上,应用PSCAD/EMTDC对2MW双馈感应风力发电机进行系统建模,建立了基于发电机定子磁链定向矢量控制的双馈风力发电系统最大功率追踪系统模型,通过变桨距控制与控制有功功率来间接控制DFIG的转速获取最佳输出功率,分析仿真结果,验证控制策略的可行性     

双馈风力发电转子侧控制技术的研究

针对转子侧功率变化频繁和直流母线电压波动剧烈的问题,设计了交流励磁变速恒频双馈风力发电系统的框架结构,进而对背靠背PWM变流器的控制策略进行了研究.建立了转子侧变流器控制模型,设计了基于定子电压定向(SVO)矢量控制的变速恒频双馈风力发电系统方案,构建系统模型并进行了仿真,仿真结果表明控制策略和技术的可行性,系统实现了有功功率、无功功率的解耦控制和最大风能跟踪控制.     

电网电压对称骤升下DFIG的HVRT协调控制策略

为解决双馈风电机组(DFIG)中的高电压穿越(HVRT)问题,保证持续并网运行,提出在DFIG转子侧变流器引入附加阻抗控制,网侧变流器采用双闭环矢量控制,电网发生故障后,根据电网电压骤升幅度吸收部分无功功率,当电网电压对称骤升至1.3倍额定电压时,启动风电场已有无功补偿装置发出感性无功功率。通过上述协调控制策略抑制DFIG定、转子过电压、过电流及电磁转矩波动,减小了系统冲击,实现了DFIG的HVRT能力,缓解了大规模风电机组脱网问题。在Matlab/Simulink上进行仿真,验证了所提策略的有效性和可行性。     

基于Vissim的DFIG风力发电系统建模与仿真

在分析了双馈感应发电机(DFIG)风力发电机组数学模型的基础上,基于Vissim的直观界面和强大的数学功能,建立了DFIG风力发电机组的仿真模型。控制系统由网侧控制器及转子侧控制器构成,均采用矢量控制。仿真结果证明基于Vissim的DFIG风力发电系统建模的正确性及控制方法的有效性,为验证风力机组的各种控制算法提供了一种新的仿真平台。     

基于可变频变压器的双馈风电系统低电压穿越控制

在电网电压发生跌落故障期间,基于Crowbar电路的双馈风力发电(DFIG)系统需吸收大量无功功率。为提高DFIG风电机组并网运行稳定性,提出增设可变频变压器(VFT)新方案。VFT由双馈电机、直流电机及驱动器构成。Crowbar电路动作后,通过控制低电压穿越(LVRT)期间的VFT转速来抑制系统转差率,减小系统无功功率吸收量,基于MATLAB/Simulink平台,进行了暂态仿真研究。结果表明,故障期间在Crowbar电路起动后,所提控制策略能避免系统从电网中吸收过量无功功率,避免发电机转差率越限,有助于电网电压的恢复,DFIG风电机组的LVRT性能提高。