基于约束因子限幅控制的双馈感应发电机有功功率平滑控制

在分析双馈感应发电机（doubly-fed induction generator,DFIG）运行特性和传统最大风能追踪控制（maximum power point tracking,MPPT）策略的基础上,给出一种基于约束因子限幅控制的DFIG有功功率平滑控制策略,提出功率输出限幅值可调的控制思想,结合发电机转速控制和风力机变桨距控制来实现输出功率保持在任意给定值。给出了约束因子的表达式和取值规则。在Matlab／Simulink仿真平台上采用所提平滑控制策略,对一个9MW风电场的有功功率输出特性进行研究,计算了2种控制策略下输出功率的平滑性能指标和方差值。实验结果表明,与传统最大风能追踪控制策略相比,所提出的平滑控制策略能显著减小发电机输出功率的波动,优化了系统的电能质量。     

双馈感应风力发电机实现LVRT仿真研究

在基于双馈电机的并网风力发电系统中,一般采用附加转子侧撬棒电路的方法来实现低电压过渡。当电网电压发生严重短暂跌落故障时,可以同时附加直流侧卸荷电路以更好地实现低电压穿越。为实现低电压运行,撬棒电阻值的选取至关重要。在考虑最大转子故障电流和直流母线钳位效应的双重因素下,给出了双馈式风电机组撬棒保护电阻取值约束式,并讨论了DFIG附加两种保护电路后具体的低电压穿越控制策略。对2MW DFIG风力发电系统进行仿真,结果表明,在选择合适的保护电阻基础上,通过对保护电路的合理控制,附加撬棒电路和直流侧卸荷电路可以有效帮助DFIG实现低电压穿越运行。     

双馈风力发电机有功功率和无功功率的滑模解耦控制

发电机有功功率、无功功率的解耦控制是变速恒频双馈风力发电系统的关键技术。分析了双馈异步发电机的动态数学模型,基于定子磁场定向的矢量控制方案,结合滑模控制与比例积分控制,得到一种有效的双馈风力发电机功率解耦控制策略。应用李雅普诺夫稳定性理论研究系统稳定性,建立了MATLAB/Simulink环境下系统的仿真模型。仿真结果表明,该控制方法能够很好地实现双馈发电机有功功率、无功功率的解耦控制,验证了该控制策略及变速恒频双馈风力发电机系统建模的正确性和有效性。     

双馈异步发电机的工作原理及电磁设计

双馈异步发电机是结合了异步发电机和同步发电机优点的一种发电机。它在风力、水力等发电领域有广泛的应用前景。该文分析了双馈异步电机基本工作原理,给出了其电磁设计的特点,包括确定电机的计算功率及主要尺寸电机的电磁负荷及转子励磁电压等。     

双馈异步风力发电机的模糊控制

控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键.为了取得风力发电机组在额定风速以下运行时的最大功率,提出采用三个模糊控制器来实现双馈异步风力发电机组的变速恒频控制:模糊控制器A用于跟踪不同风速下发电机的最佳转速;模糊控制器B在低负载时调节发电机转子气隙磁通;模糊控制器C抵抗干扰,保证控制系统的鲁棒性.仿真和模拟试验结果表明了该方法的有效性.     

双馈异步风力发电机的模糊控制

控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键。为了取得风力发电机组在额定风速以下运行时的最大功率,提出采用三个模糊控制器来实现双馈异步风力发电机组的变速恒频控制:模糊控制器A用于跟踪不同风速下发电机的最佳转速;模糊控制器B在低负载时调节发电机转子气隙磁通;模糊控制器C抵抗干扰,保证控制系统的鲁棒性。仿真和模拟试验结果表明了该方法的有效性。     

双馈异步发电机滞环矢量控制策略的研究

根据双馈异步发电机组的运行特点,采用定子磁链定向的矢量控制技术,结合滞环电流控制技术,提出了一种新的转子励磁控制策略。利用Matlab软件建立了双馈异步发电机的仿真模型,对有功无功功率的解耦进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能够实现双馈发电机有功功率、无功功率的独立解耦控制。     

大功率双馈异步风力发电机技术创新的发展方向

大功率双馈异步发电机是一种绕线式感应发电机,是变速恒频风力发电机组的核心部件。为了提高产品的可靠性及适用性,在分析评价目前双馈异步发电机电磁系统、机械系统、绝缘系统、冷却系统,试验系统和可靠性的基础上,提出了今后在风力发电机上述各系统方面技术创新的发展方向,并提出了风电技术在今后的发展中值得关注的几个动向。     

双馈异步发电机定转子绕组过热故障监测方法

双馈异步发电机(DFIG)在长期运行中很容易发生定转子绕组过热故障。以绕组温度为研究对象,在分析绕组过热故障成因的基础上,分别从电机热性能和参数辨识两方面进行检测。使用参数辨识法时,首先利用电机电磁数学模型辨识定转子绕组电阻,再根据电阻与温度之间的关系计算定转子温度,从而判断绕组是否过热。最后基于MATLAB软件仿真验证了定转子绕组参数辨识法的正确性,为DFIG诊断绕组过热故障提供理论支撑。     

双馈感应发电机空载并网的高阶滑模控制策略

围绕双馈感应发电机(DFIG)空载并网问题,将基于矢量控制的电网电压定向技术应用于双馈风力发电的并网发电上,提出一种基于电网电压定向的高阶滑模控制的空载并网控制策略。从分析DFIG的运行特性入手,研究了空载并网控制原理,基于DFIG的空载数学模型,提出了具有鲁棒性的高阶滑模空载并网控制器。对DFIG并网前后的整个过程进行了仿真研究,仿真结果表明,所提出的策略是一种较理想的空载并网方式。     

DFIG rotor voltage control for system dynamic performance enhancement

This article develops a model of a doubly fed induction generator system including the detailed dynamics of the converter circuitry. The order of the converter controls in terms of providing damping to the system is identified through residue principles. Supplementary damping controller has been incorporated so as to compensate for the phase lag introduced by the rotor voltage input, which was observed to have the largest residue contribution at the lightly damped mode. The improvement in damping profile was verified by simulating the system for a number of disturbance conditions. While the power oscillation damping (POD) controller was observed to enhance the system damping generally, it was also able to ride through low voltage conditions arising out of severe fault conditions thus averting total system collapse.     

风速对双馈风力发电机并网影响

通过比较双绕组电机和双馈风力机发电机等效电路,介绍双馈风力发电机的工作原理.研究了基于定子磁链定向矢量技术双馈机空载并网的特性及其控制策略.针对风速的不稳定性,对风力发电机的并网产生影响进行了分析.通过建立各种不同风速模型,模拟了实际风能的动态情况.运用MATLAB/Simulink对双馈风力发电机在恒风和实际风速二种情况下,并网前后的电流、电压特性进行了仿真分析.通过仿真研究验证了控制策略的正确性和风速对风力机运行特性的影响.     

并网型双馈电机风力发电系统建模与仿真

双馈电机已成为变速恒频风力发电系统的主流电机.文中介绍了交流励磁变速恒频双馈电机运行的基本原理,推导了风力机模型和交流励磁双馈电机动态数学模型.交流励磁变速恒频双馈电机风力发电系统空载运行和发电运行由于涉及并网时刻状态转移导致建模复杂,故提出用S函数描述双馈电机的数学模型,结合MATLAB中Simulink环境建立完备的系统仿真模型.由仿真结果可看出,所提系统实现了最大风能追踪控制,且动态响应快,双馈电机可运行于不同转差频率下亚同步和超同步状态,同时稳态时转子侧和定子侧注入电网谐波基本为零.     

双馈式风电机组机网扭振的建模与仿真

建立了双馈式风力机组机网扭振的小信号分析模型,包括风力机的机械旋转系统模型、发电机模型、控制模型及电网模型.其中机械旋转系统包括风力机的桨叶、高速轴、齿轮箱、低速轴和发电机转子,等效为三个集中质量块-弹簧模型;发电机、电网及控制模型均在 dq 坐标系下建立.推导了整个模型的状态方程.在电磁暂态仿真软件 EMTP 中建立...     

变速恒频双馈风电机组恒功率非线性控制

为了有效减少变速恒频双馈风电机组额定风速以上时的功率和转速波动,提出了一种同时考虑桨距角和双馈感应发电机转子励磁电压调节的新型恒功率控制策略。在分析风力机特性和双馈感应发电机基本电磁关系的基础上,建立了变速恒频双馈风电机组的非线性数学模型,并利用反馈线性化理论设计了非线性控制器。仿真结果表明,所提出的控制策略与现存的仅...     

扩展MPPT运行区间的双馈风电机组智能双模控制策略

为扩展双馈型感应发电机(DFIG)最大功率点跟踪运行区间,提高其在低风速区间的发电效率,首先,文中提出了一种智能双模控制策略,通过机侧变流器控制策略的调整以及必要的开关切换,DFIG可根据风速不同自动地运行于两种模式:传统DFIG模式及DFIG定子短路模式。然后,针对模式切换过程时间短的需求以及冲击大、影响久的特点,重点研究了文献鲜有提及又极为重要的模式柔性切换控制方法,特别是双向模式切换的具体流程、机侧变流器控制策略以及发电机负载的选取等。最后,基于RT-lab的硬件在环仿真结果表明,所提控制策略较好地发挥了DFIG的成本优势与全功率型发电机的宽变速范围优势,并实现了两种模式的快速、柔性切换。     

Analysis of Short-circuit Characteristics and Calculation ofSteady-state Short-circuit Current for DFIG Wind Turbine

Large-scale doubly-fed induction generator(DFIG)wind turbines are connected to the grid and required to remain grid-connection during faults,the short-circuit current contributed by the generation has become a significant issue.However,the traditional calculation methods aiming at synchronous generators cannot be directly applied to the DFIG wind turbines.A new method is needed to calculate the short-circuit current required by the planning,protection and control of the power grid.The short-circuit transition of DFIG under symmetrical and asymmetric short-circuit conditions are mathematically deduced,and the short-circuit characteristics of DFIG are analyzed.A new method is proposed to calculate the steady-state short-circuit current of DFIG based on the derived expressions.The time-domain simulations are conducted to verify the accuracy of the proposed method.     

UPFC提高双馈风电机组稳定性的动态仿真分析

提高风电场的低电压穿越能力LVRT（Low Voltage Ride Through）以及维持并网系统暂态稳定具有重大意义。针对双馈风电机组利用自身背靠背变流器控制电磁转矩和无功功率这一方案的不足以及撬棒保护电路（Crowbar）在故障期间频繁投入与退出可能引起电磁转矩波动的问题。分析了UPFC和双馈风电机组的数学模型与控制策略,在DIgSILENT/PowerFactory中建立了含UPFC的风电并网系统仿真模型,通过研究故障前后风电场PCC节点电压,风电场发出功率状况以及风电机组的转速稳定性,验证了UPFC对风电场电压稳定的支撑作用,并能维持风电并网系统的暂态稳定。     

基于量测信号扰动的DFIG变流器控制参数辨识方法

双馈感应发电机(DFIG)的变流控制器模型是整个机组模型中的关键部分。变流控制器的参数众多且内外环比例—积分(PI)控制器之间存在级联,常规辨识方法或遇到参数可辨识性问题,或工程实现难度较大。文中提出一种以"分步辨识、交互迭代"为特点,基于二次侧量测信号扰动的控制器参数辨识方法。该方法分别在变流控制器中各PI控制器输入端所用的量测信号上施加扰动,从而突出某个PI控制器在特定量测信号扰动下的作用,并将该PI控制器的可测量控制目标作为观测变量,进而重点辨识其参数。对于存在级联的两个PI控制器,先对后一级PI控制器所用量测信号施加扰动,同时屏蔽前一级PI控制器所用量测信号的变化,从而可实现两个级联PI控制器参数的解耦辨识。该方法可以使变流控制器中每个PI控制器的两个参数在特定的量测信号扰动下被单独辨识,有效保证了参数的可辨识性;而对于全部待辨识参数,可通过多轮交互迭代辨识进一步提高整体辨识精度。