无刷双馈感应发电机空载并网电压相位控制策略

提出了基于控制绕组磁链的无刷双馈感应发电机空载并网电压相位控制方法,根据无刷双馈感应发电机的数学模型及控制策略构建了控制系统结构框图。设计了空载并网实验的硬件电路,实现了无刷双馈感应发电机电压相位的实时控制。在此基础上完成了无刷双馈感应发电机在空载并网时对电压幅值、频率、相位的自动调节,能够在满足并网条件时自动并网,提高了系统并网时的快速性和稳定性。不同转速下的空载并网实验结果验证了所提方法的有效性。     

并网型无刷双馈风力发电机组的建模及仿真

建立了无刷双馈电机的数学模型和仿真模型,引入了并网型无刷双馈电机发电系统,同时建立了风力发电系统中矩阵变换器的仿真实验模型,在Matlab/Simulink中分别对并网型无刷双馈发电系统零初始状态启动到稳态运行状态、风速变化、浆距角变化、无刷双馈电机参数变化等情况进行了动态仿真。仿真结果表明并网型无刷双馈发电机模型和运行特性的正确性,为并网型无刷双馈风力发电机组的进一步应用研究提供了可靠的依据。     

无刷双馈风力发电机的H∞控制

研究了无刷双馈风力发电机的H∞控制,利用基于等效旋转控制绕组的矢量控制模型,应用直接反馈线性化,建立了无刷双馈风力发电机的鲁棒控制模型,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、系统参数不确定的情况下,无刷双馈风力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。     

无刷双馈风力发电机的设计、分析与控制

无刷双馈发电机是一类具有两个交流馈电端口和一个公共机械端口的新型发电机。该类电机易于实现变速恒频运行;由于去除了传统双馈发电机中的电刷集电环,具有可靠性高、维护成本低等优点,同时便于实现有功和无功的近似解耦控制,因而被认为是最有希望取代现有双馈发电机的一种电机类型。该文介绍了现有无刷双馈发电机的基本结构与工作原理,总结了它们的共性特点和个性差异以及当前研究中存在的问题;从电机设计角度对比分析了三种主流无刷双馈发电机的功率密度和转矩密度;对其分析设计方法和控制策略进行了综述,讨论了不同无刷双馈发电机在控制上的统一性;基于对无刷双馈电机设计、建模与控制方面的研究,提出一种可以改善功率密度的新型双定子无刷双馈风力发电机结构,并就独立运行和并网运行两种不同工况提出了相应的控制策略,给出了实验结果。最后对该类电机的应用前景和发展方向进行了展望。     

变速恒频无刷双馈发电机开环动态仿真

基于转子参考轴d-q模型,研究了无刷双馈发电机的数学模型;在Matlab/Simulink仿真集成环境下,完成无刷双馈发电机开环动态性能研究.该系统通过控制发电机的控制绕组进行交流励磁,实现变速恒频技术.仿真结果验证了变速恒频的正确性和有效性.     

无刷双馈电机发电并网控制研究

针对传统的跟踪发电电压的标量控制策略控制无刷双馈电机的并网运行时存在的问题,提出一种跟踪电网电压矢量定向控制的无刷双馈电机的并网运行控制方法,同时在无刷双馈发电系统输出端与电网之间引入一个缓冲电抗器,使无刷双馈电机发电电压矢量、电网电压矢量和电抗器两端电压矢量构成一个矢量三角形,从而实现了无刷双馈电机的发电并网运行。实验结果验证了本文提出方法的有效性。     

电网电压跌落下无刷双馈发电机低电压穿越控制

电网电压跌落的瞬间,风力发电机定子和转子产生冲击电压和冲击电流,对电网安全造成影响。为实现无刷双馈风力发电机低电压穿越,保证风电机组在电网电压跌落下不间断运行,对电网电压跌落下无刷双馈发电机定子电压和电流进行暂态分析,搭建了无刷双馈发电机在功率绕组静止坐标系下的数学模型,推导并分析了电网电压跌落瞬间其功率绕组磁链、控制绕组电压动态变化过程,并提出一种积分滑模直接功率控制与故障穿越控制相结合的控制策略,完成无刷双馈发电机低电压穿越控制。通过MATLAB/Simulink和半实物仿真试验平台进行验证,仿真和试验结果证明所推导功率绕组磁链和控制绕组电压动态变化过程的正确性及控制策略的有效性,该控制策略有效抑制了定子控制绕组侧电压和电流畸变,提高了无刷双馈发电机的低电压穿越性能。     

基于无刷双馈发电机的船舶独立发电系统励磁控制和性能分析

无刷双馈感应发电机是一种新型的电机,被广泛应用于一些变速恒频的发电系统。介绍了一种基于绕线转子无刷双馈发电机的船舶轴带独立发电系统的控制方法。这种控制方法能够在不需要电机参数的情况下实现对无刷双馈发电机的输出电压和频率的控制,同时能够消除原动机转速变化和负载变化带来的影响。在处理无刷双馈发电机独立发电系统的控制问题时,面临的主要困难是这种电机内部复杂的结构。为了克服这些问题,对独立运行的无刷双馈发电机的数学模型、功率流动和运行性能进行了完整的推导和分析。无刷双馈发电机独立发电系统的实验验证是在一台2/6极250机座号的绕线转子无刷双馈发电机上进行的。     

磁障转子无刷双馈电机变速恒频运行特性

在分析了无刷双馈电机运行机理的基础上,以功率5 kW、6/2极的磁阻转子的无刷双馈发电机为例,利用MAXWELL有限元软件,分析了电机并网及变速恒频运行特性,并对无刷双馈发电机进行了变速恒频发电的开环实验。仿真和实验结果证明,该电机在风力发电中有变速恒频发电的可行性。     

无刷双馈风力发电机的Matlab建模和仿真分析

介绍了无刷双馈异步风力发电机的结构及其发电调速原理。从无刷双馈电机的基本方程出发,通过坐标变换,建立了无刷双馈电机在转子旋转坐标系下的d-q模型,并进行了Matlab建模和仿真。仿真结果验证了模型的正确性,可作为无刷双馈异步风力发电机变速恒频发电控制研究的参考,同时对于风电场的运行和维护人员也有一定的指导意义。     

变桨距型双馈风电机组并网控制及建模仿真

变桨距型双馈风电机组在并网过程中,转子励磁控制虽然具有良好的定子电压调节效果,但是对转子转速缺乏控制。针对该问题提出了结合变桨距系统调整转子转速,共同完成并网的方案。由于双馈发电机并网前后的控制策略不同,分析了控制系统间无扰切换的方法。采用分开建模、分时仿真的思路建立了风电机组模型,实现了风机并网全过程仿真,研究结果证明了本文所提方案的有效性。     

双馈风力发电机组系统接入与稳定运行仿真

分析了包含大量异步风力发电机组的风电场并网运行后对电力系统静态和动态稳定性的影响。从系统接入和稳定运行的角度研究了双馈风力发电机组及普遍采用的定子磁链定向矢量控制策略在提高风电系统稳定性方面的优势与不足。以实际机组为例在PSCAD/EMTDC平台上建立了仿真模型,结果表明双馈风力发电机组在风速发生变化时不仅能够以变速恒频方式运行并追踪最大风能,且电网电压也比传统鼠笼式风力发电机组更为稳定。在系统发生最严重的三相接地故障时,风电场具有更好的暂态稳定性。     

基于双同步坐标的无刷双馈风力发电系统的最大风能追踪控制

建立了包含风力机、齿轮变速箱和无刷双馈电机的无刷双馈风力发电系统整体模型。从转子在参考坐标下的d-q模型出发,研究了基于双同步坐标的无刷双馈电机的数学模型。根据无刷双馈电机的特性,采用磁链定向的矢量变换控制技术设计了一种新型功率控制系统。该系统通过控制发电机的控制绕组进行交流励磁,进而实现变速恒频发电机的有功、无功解耦控制,并最终实现了捕获最大风能的高效性和有效性。     

电网电压骤降情况下BDFG风力发电系统的建模与控制

为了在电网电压骤降情况下满足电网对风力发电系统的要求,对无刷双馈电机(BDFG)风力发电系统矢量控制进行了研究,给出了计及电网电压变化时BDFG的控制模型及基于模糊规则参数自整定PI调节器的改进控制策略,并进行了仿真研究.仿真结果表明,该控制方案可以较好地控制BDFG控制绕组电流,降低电磁转矩波动,提高BDFG风力发电系统在电网电压骤降情况下的不间断运行能力.     

含无刷DFIG的风电系统低电压穿越极限控制能力分析

无刷双馈感应发电机(BDFIG)由于其良好的维护特性,在风力发电中具有良好的应用前景。作为大功率并网发电装置,基于BDFIG的风电系统需要满足电网的低电压穿越(LVRT)并网导则。双馈型风电系统机侧变流器的极限控制能力决定了系统LVRT的控制方案与控制成本,具有重要的实际意义。文中详细分析了BDFIG在电网故障时的瞬态模型,通过引入庞特里亚金极小值算法分析基于BDFIG的风电系统的机侧变流器控制端电压最优值,得到整个系统LVRT极限控制范围,并进一步与普通双馈感应发电机进行了比较。结果表明,BDFIG具有更加优异的LVRT能力。     

变速恒频风力发电系统及其控制技术研究

为了最大限度地利用风能,风力发电系统应采用变速恒频控制策略。分析了鼠笼异步发电系统、双馈发电系统、无刷双馈发电等变速恒频风力发电系统的原理、性能及特点,通过对比各种风力发电机和各种控制方法的优缺点,对未来风力发电机和风力发电控制技术的发展趋势做了展望: 风力发电机大型化;采用变桨距和变速恒频技术;风力发电机采用直接驱动;采用智能化控制等。     

变速恒频风力发电系统的并网控制分析

通过对风力机的风功率特性分析,阐明了为最大限度地利用风能风力发电系统的主流控制方式是变速恒频的控制方式,对交流整流子、电磁滑差联接、转差频率励磁、磁场调制、交—直—交变换、双绕组双速异步、高滑差异步以及开关磁阻等几种常见的变速恒频风力发电系统的并网控制进行了介绍及对比分析,并着重分析了变速恒频双馈发电机风力发电系统的并网控制。     

双馈感应风力发电机低电压穿越综合分析

在过去10年中发电和电网的稳定性已成为关键问题。大容量风力发电并入电网的快速发展引起了对电力系统动态行为的高度关切和对风能合理利用所需电网规范的迫切需求。在电网故障时双馈风力发电机的低电压穿越能力是其中一个核心问题。该文全面研究与电网连接的双馈风力发电机的低电压穿越问题,通过仿真对低电压穿越原则和并网风力发电机的控制进行详细的理论研究,介绍在电网故障期间风力发电机的瞬态特性和复杂的动态行为,并对并网操作中最具挑战性的问题进行调研。     

矩阵变换器的双馈风电系统最大风能捕获研究

根据双馈风力发电系统的特点,采用矩阵变换器作为其交流励磁调节装置,结合定子磁链定向控制策略,建立了变速恒频风电系统控制模型。为提高风力发电系统的效率,提出一种无需检测风速和功率信号且算法较为简单可靠的最大风能捕获方法。利用Matlab/Simulink对亚同步速、同步速、超同步速3种典型工作状态下的运行特性进行仿真分析。结果表明,该方法实现了有功、无功功率的解耦控制和最大风能的捕获控制。