并网型风力发电系统的研究

并网发电是大功率风力发电机组高效、大规模利用风能最经济的方式,已成为当今世界风能利用的主要形式。为促进我国的风电事业,概述了并网型风力发电系统的基本工作原理、工作方式和风力发电机的空气动力学特性以及并网型风力发电系统中5种典型的电路拓扑结构及其工作原理、并网技术和控制方法,还比较了不同拓扑结构下风力发电系统的性能和效率,给出了各自的典型应用。最后指出了各种方法的优缺点以及今后的发展方向。结果表明,随着大容量电力电子器件的发展和现代控制技术的引入,并网型风电系统中直驱式永磁同步发电机拓扑结构将会得到更多的应用和发展。并网型大功率风电机组控制系统中,风机模拟系统设计、发电机控制技术、并网技术、桨矩角控制技术和系统监控等关键技术的解决将有助于我国风电产业的国产化和大容量风电系统自主知识产权的建立。     

并网型风力发电系统的现状与发展

概述了并网型风力发电系统的现状与发展,介绍了国内外的风电研究和产业的基本现状以及世界风电技术的发展趋势,阐述了风力发电的基本原理、工作方式和主要电路拓扑,比较了不同拓扑下风电系统的效率,最后以双馈发电系统为例,探讨了大容量并网型变桨矩变速风电机组控制系统的组成及关键技术。     

风力发电并网控制系统的实验研究

风能是清洁的可再生能源,风力发电是新能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式.介绍了一种利用永磁同步发电机获得风能,并通过AC/DC/AC方式将电能输入电网的小容量风力发电并网模式.根据这种风力发电并网模式搭建的实验平台通过整流、直流斩波升压和逆变3部分将风力发电机输出的电能送入三相电网.该实验平台以永磁同步发电机的输出为模型,对并网电压、电流的谐波、相位、功率因数等参数进行实验分析.电能质量符合并网要求.     

风力发电并网逆变器的研究

针对变速恒频的直驱型风力发电系统与电网的接口-并网逆变器存在的问题,提高逆变器的性能和可靠性,选择合理的交直交变流并网方案,控制策略上采用瞬时电流跟踪控制技术对并网逆变器进行控制,使逆变输出电流能够快速动态跟踪电网电压,逆变电流波形保持正弦波,达到与电网电压同频同相。从而大大减少了对电网的谐波污染,提高了风力发电的并网效率和可靠性。同时,对该方法在Matlab R2008a中利用Simulink仿真电力系统工具箱进行了建模与仿真,仿真结果验证了其正确性和可行性。     

双馈风力发电系统并网控制试验研究

提出了一种双馈风力发电系统并网控制策略。给出了双馈电机在同步旋转坐标系里的数学模型,采用电网电压定向矢量控制对双馈电机的数学模型进行了简化。结合交流励磁双馈电机风力发电系统并网的实际情况,提出了分段并网控制策略,给出了各个控制器的设计方法,在实验室所搭建的变速恒频双馈电机风力发电试验平台作了相应的验证性试验。试验结果证明,所提出的方法可以使双馈电机实现平滑并网。     

双馈风力发电系统并网控制试验研究

提出了一种双馈风力发电系统并网控制策略。给出了双馈电机在同步旋转坐标系里的数学模型,采用电网电压定向矢量控制对双馈电机的数学模型进行了简化。结合交流励磁双馈电机风力发电系统并网的实际情况,提出了分段并网控制策略,给出了各个控制器的设计方法,在实验室所搭建的变速恒频双馈电机风力发电试验平台作了相应的验证性试验。试验结果证明,所提出的方法可以使双馈电机实现平滑并网。     

小型风力发电并网逆变系统的研究

为了充分利用风能、提高小型风力发电系统对低风速风能的利用率,并考虑变换电路的电压利用率,采用带Boost变换器的两级式电压型并网逆变器,前级部分进行MPPT调节实现风能的最大功率跟踪;控制部分采用电压外环和电流内环分别进行PI控制,实现前后两个功率级控制上解耦和并网逆变器的双向功率流动.经过实验结果分析,输出电流能够较好地跟踪电网电压,输出电流波形平滑,输出波形符合要求,证明了该方法的可行性.该控制策略应用于小型风力发电系统可以极大提高风能利用率,提高对低风速风能的利用效率,对推广小型风力发电系统,充分利用可再生清洁能源具有重要的现实意义.     

风力发电系统的并网控制概述

介绍了能源危机与发展风电的必要性,以及并网风力发电系统的组成和研究现状。重点介绍了变速恒频发电系统优于恒速恒频发电系统的性能。阐述空载并网和负载并网方式的基本思路和控制机理,对于分析风电并网对电力系统影响的重要性有重要意义。     

风力发电系统中PWM并网逆变器的研究

针对风力发电系统的特性,设计了与电网并联的PWM逆变器控制系统,该系统采用电流瞬时值反馈控制,直接以电网电压同步信号为逆变器输出电流跟踪指令,通过对网侧电流的闭环跟随控制,实现以单位功率因数向电网馈送电能。对系统的稳定性进行了分析,实验结果证明了该逆变器控制系统的可行性和正确性。     

风力发电并网变流器直接功率控制研究

针对风力发电并网变流器,研究了一种新的控制策略直接功率控制。该控制策略检测并网的电压与电流,计算出瞬时的有功与无功功率,与给定的有功与无功功率进行比较,根据并网电压矢量所在的扇区,按开关表给出开关管的控制信号。通过直接对系统的有功与无功进行控制,并网变流器能方便地实现以单位功率因数向电网馈送能量。对该控制策略进行了详细介绍,仿真了并网条件下的工作状况,验证了该控制策略的可行性。     

小型风力发电用蓄电池充电器的设计

针对小型风力发电系统中蓄电池充放电过程中的种种问题,提出了一种适合于小型风力发电系统蓄电池充放电控制的方法.基于单片机和DC-DC功率变换器,设计了智能快速充电器,该充电器在风力发电机输出电压波动范围大的情况下,也能对蓄电池合理充电.     

风力发电对上海电网的影响

根据上海电网的控制模式、负荷特性及风电场的出力特点,分析了风电机组并网运行对上海电网调频、调峰的影响。在对上海电网的调频及调峰能力分析的基础上,分别提出了适宜上海电网的单个风电场最大装机容量及到2020年的风电机组最大装机总容量。通过现场测试,分析了风电场对上海电网电能质量的影响。     

浅谈风电用组合式变压器的设计

概述了风力发电系统的特点,介绍了风电用组合式变压器的技术要求与设计要点.     

柔性风力发电系统的仿真研究

针对风电功率波动性问题,提出配置集中式储能系统构建柔性风力发电系统,在分析风电功率波动特性的基础上,提出了基于低通滤波原理的风电平滑控制策略.在建立PCS (power conversion system)变流器数学模型的基础上,研究了基于前馈解耦控制策略的4象限运行变流器的有功、无功功率控制方法,并通过仿真验证其有效性;最后搭建了柔性风力发电仿真系统,通过平滑控制策略来抑制风电功率的波动,并加以验证.     

风力发电同时率与控制风电出力的研究

张家口地区风力发电不断发展,负荷远不能平衡风电出力.风电发电潮流反送到变压嚣,导致变压器满载甚至超载,给电网设备安全及调度运行带来了很多的困难.通过对典型月份各风场发电同时率的分析,进而研究地区负荷情况、风电发电出力与限制风电出力之间的关系,得出具体控制出力的结论,从而为调度运行人员提供切实可行的理论依据.     

风力发电试验台的设计和研究

介绍了位于中国新疆的风力发电试验台,从其基本算法、设计思想和结构组成进行了具体的研究分析,并且给出了在不同工况下实测所得到的波形图,与利用EMTP软件仿真软件所得的波形图相对比,来证明仿真理论分析的有效性。     

风力发电试验台的设计和研究

介绍了位于中国新疆的风力发电试验台，从其基本算法、设计思想和结构组成进行了具体的研究分析，并且给出了在不同工况下实测所得到的波形图，与利用EMTP软件仿真软件所得的波形图相对比，来证明仿真理论分析的有效性。     

新型离网风力发电机控制系统设计

将高频隔离型多级逆变器用于小功率离网型直驱式永磁风力发电系统中,并针对该结构,采用SG3525和STC12C2052AD完成了控制系统的硬件设计及软件的编写调试。经验证,系统运行可靠,设计合理。