变速恒频双馈风力发电机励磁系统研究

变速恒频双馈风力发电系统，是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的。文中通过分析几种励磁变频电路的结构，从他们的经济性、稳定性和容量等方面进行比较，得出两电平电压型双PWM变换器是交流励磁电源的最优方案。     

变速恒频双馈风力发电系统网侧变流器控制策略研究

变速恒频双馈风力发电系统通常采用磁链定向、转子磁链定向和气隙磁场定向进行控制,这些控制系统的结构设计复杂,控制精度不高。为了进一步提高风力发电系统的控制效果,论文对变速恒频双馈风力发电系统的双P W M变流器进行了详细的分析,针对网侧变流器建立了数学模型,对网侧变流器的控制策略进行了研究,并采用电压、电流双闭环控制策略对系统中的网侧变流器进行控制。仿真结果显示,双闭环控制策略系统经过短暂的振荡之后能够快速实现状态的转变,达到预期效果。     

变速恒频无刷双馈风力发电机及其控制

通过对无刷双馈风力发电机工作原理和运行特性的分析,建立了无刷双馈发电机摹于转子机械坐标系的数学模型,将变结构控制应用到无刷双馈发电机有功功率与无功功率的解耦控制中,分析了其电磁关系和能量平衡关系.使用Matlab/Simulink软件对系统及其控制策略进行了仿真分析.仿真结果表明:变结构控制能够成功地实现风力发电中无刷双馈发电机有功与无功功率的解耦控制,在实现风能的最大功率捕获的同时,可以提供电网需要的无功功率,满足电力系统的需要.     

变速恒频双馈异步风力发电机建模与仿真研究

变速恒频发电是一种全新高效发电方式,适用于风力发电等可再生能源开发利用。为了实现变速下调节系统的稳定性,根据双馈异步风力发电机原理,建立双馈异步发电机的数学模型,采用变速恒频风力发电机运行特点分析双馈异步发电机控制模型。在STAR-90仿真支撑平台上开发仿真算法,建立双馈异步发电机及其控制的仿真模型,通过仿真验证模型的有效性。仿真实验结果表明,模型能正确反映变速恒频双馈异步风力发电机的运行特性,对实际风电机组的仿真研究及运行分析具有参考意义。     

变速恒频风力发电技术研究

风能是一种清洁而安全的能源之一,在自然界中可以源源不断的生成,也会有规律的补充,我国的疆域相对比较辽阔,可以利用的风力能源巨大,其中可以利用的风能储备量大约为2.50亿千瓦。因此,其开发潜力是非常大的。本文就变速恒频风力发电技术进行了简要的探讨。     

双馈发电机变速恒频系统矢量控制的研究

分析双馈异步发电机的工作及设计原理,建立其数学模型,推导定子磁链定向的矢量控制方程j,最终确定双馈异步发电机的控制框图,并通过仿真验证该控制策略的有效性。     

变速恒频风力发电系统矩阵式变换器的建模与仿真

研究在变速恒频风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力.为满足上述要求采,用矩阵式变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压,输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压,输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制.从等效交-直-交变换器的空间矢量调制方法出发,按照交-交直接变换控制方式实现了对矩阵式变换器建模和运行控制规律研究.仿真结果表明矩阵式变换器具有优良的输入输出特性,证明了仿真模型的正确性和可行性,为今后的实用化莫定了基础.     

双馈型变速恒频风力发电系统的鲁棒控制

研究了双馈变速恒频风力发电系统的鲁棒控制问题. 采用定子磁场定向的矢量变换技术, 建立了系统非线性数学描述, 利用非线性鲁棒控制技术, 设计了能实现发电机输出有功功率和无功功率鲁棒解耦控制, 同时具有鲁棒干扰抑制作用的转子励磁控制器. 理论分析和仿真结果均表明, 所设计的控制器可以保证在风速变化、系统参数不确定性和外部干扰的情况下, 风力发电系统仍能安全可靠地最大获取风能, 并且输出恒频恒压的电量.     

变速恒频风力发电机最大功率控制的仿真研究

提出一种采用永磁电机作风力发电机实现最大功率输出的控制系统。通过控制发电机转速,使风力机按照最大功率点跟踪方式运行。在考虑电机损耗和变频器容量的前提下,通过最优定子电流矢量控制使发电机输出最大功率。     

基于PSCAD的变速恒频双馈风电系统建模与仿真

为研究变速恒频双馈风电系统的各种高性能控制策略提供有效的动态仿真与分析平台,并克服Matlab仿真环境下所建的模型在动态性能方面存在的不足,采用PSCAD仿真软件建立了变速恒频双馈风电系统的动态仿真模型.基于PSCAD的变速恒频双馈风电系统模型由风机、双馈发电机、功率变换器、控制模块构成, 在建立的模型基础上, 针对电网电压正常情况以及电网电压发生对称、不对称故障时系统的运行特性进行了仿真研究,仿真结果证明了系统模型的正确性.     

双馈风力发电系统网侧低电压穿越控制策略研究

电网电压跌落是电网常见的故障之一,其会为风电机组的安全持续运行和维持电网的稳定埋下极大的安全隐患。为了解决此问题,论文简述了风力发电机组网侧变流器实现低电压穿越的现实技术方案,分析了电网电压跌落时直流母线电压波动机理,改进了网侧变流器实现低电压穿越的技术方案—前馈控制策略。仿真表明,文中设计的改进方案相较传统方案能减小了直流母线电压的波动,能使系统迅速恢复稳态。     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.     

改进型双馈风力发电机最大功率点跟踪策略

针对传统双馈风力发电机最大功率点跟踪极值搜索策略将正弦信号作为搜索信号而很难将正弦信号从总的输出信号中区分出来的问题,提出了一种利用风湍流作为极值搜索信号的改进型最大功率点跟踪策略。该改进策略对叠加风湍流的叶尖速比和功率系数进行傅里叶变换,获得相位差信息,从而确定叶尖速比变化方向,使双馈风力发电机达到最佳运行工作点。仿真结果表明,该改进策略可控制风力发电机转速较好地跟踪风速变化,实现了额定风速以下运行区域的最大风能捕获。     

Energy-based modeling and control for grid-side converter of doubly fed wind generator

To avoid dealing with the zero dynamics limitation brought by the bidirectional power flow through the back-to-back converter in a doubly fed wind generator,a new energy-based modeling and control approach for the gridside converter is presented.During the modeling process,the grid-side converter is divided into two subsystems with the feedback interconnection structure,and the interactive matrix of the model takes into account the concrete port structure. Then,an energy-based controller is proposed to realize the grid-side control objectives based on the new model.Simulation studies are carried out in MATLAB/Simulink.Comparative results between the proportional-integral controller and the energy-based controller show that the latter one can obtain faster convergence rate and global stability as the load current varies.Moreover,the energy-based controller is also competent for grid-side control when simulated in a 2 MW wind energy conversion system with random wind.     

Impact of voltage dip induced delayed active power recovery on wind integrated power systems

Installed wind power capacity is increasing rapidly in many power systems around the world, with challenging penetration targets set at national, and/or regional level. Wind power, particularly at higher penetration levels, introduces various grid issues, with frequency and voltage stability being particularly critical concerns. Voltage dip induced frequency stability following a network fault in such systems is one potential risk that has so far received limited attention by the research community. With state of the art modelling, the potential impact of a delayed active power recovery from wind generation following a network fault induced voltage dip is investigated. The subsequent voltage oscillations introduced by wind turbines, exacerbating frequency stability, are also examined. Analysis is carried out for a wide range of wind penetration levels and system scenarios, with the results demonstrated on the New England benchmark system.     

Flicker mitigation in a doubly fed induction generator wind turbine system

This paper describes a doubly fed induction generator (DFIG) control for wind energy generation. The DFIG model is established and the adopted control strategies for machine side and grid side converters are described. Flicker phenomenon is defined and its emission of variable speed wind turbine with DFIG during continuous operation is studied. Calculation of flicker severity is evaluated using flickermeter. Appropriate vector power control of the machine side converter is proposed and applied to achieve flicker mitigation.     

双馈风力发电机功率解耦的非线性控制研究

针对传统矢量控制双馈风力发电机动态解耦不佳现象及电机参数依赖性问题,提出基于滑模变结构控制和反馈线性化控制的非线性控制策略。分别对两种策略的控制原理和优缺点进行了详细分析。在PSCAD环境中,将非线性控制策略应用于DFIG矢量控制中,建立其系统模型。仿真结果表明：提出的两种策略均能实现双馈风力发电系统最大功率点跟踪以及有功功率和无功功率解耦。对仿真结果进行对比分析,发现基于滑模变结构的系统有较好的解耦效果,较强的全局鲁棒性,控制效果优于反馈线性化控制,为双馈发电机励磁控制系统的设计奠定了理论基础。     

直驱式风电系统中变流器拓扑对比分析

针对直驱式风电系统变流器的拓扑结构进行研究.对常用的拓扑进行了分析和说明.对不控整流后接电流源型和电压源型逆变器、DC/DC变换再接逆变器,以及背靠背双PWM变换器等各种变流器结构的工作原理、应用和优缺点进行了介绍和对比,并针对风电机组对大功率变流器的需求,对大功率变流器的特性和应用进行了相关分析与探讨.     

基于PI参数优化的风电系统变流器的研究

通过风电系统变流器的模型,提出在机侧和网侧采用PWM控制。机侧采用速度外环和电流内环的双闭环控制策略;网侧采用直流电压外环和电流内环的双闭环控制策略。对PI控制器的参数进行整定,通过ITAE寻找最优参数,使得系统实现优化控制及单位功率因数传递电能。仿真和实验表明,整定的PI控制器参数可使系统达到很好的控制效果。