双馈风力发电系统网侧变换器控制研究

基于三相PWM整流器的矢量控制原理，建立了网侧变换器输入电流控制所需的d-q模型，详细分析了交流励磁双馈风力发电系统网侧变换器的双闭环控制原理，提出了d、q轴电流的状态解耦控制策略，在此基础上研制了一套网侧变换器。实验表明，该变换器能够获得单位功率因数的正弦输入电流和稳定的直流输出电压，能够实现能量的双向流动，具有良好的动、静态特性。     

双馈风力发电系统网侧变流器的控制及仿真

分析了双馈风力发电系统网侧变流器的运行特性,继而讨论了网侧变流器的控制方案,建立双馈型风力发电系统网侧变流器的数学模型和基于电压电流双闭环控制策略的系统框图,并在Matlab/Simulink软件平台下搭建双馈风力发电系统网侧变流器的仿真模型,验证网侧变流器的单位功率因数运行.通过仿真结果验证了所建立数学模型和控制方式的正确性和可行性.     

双馈风力发电系统双PWM变换器比例谐振控制

在双馈风力发电系统功率变换器及发电机数学模型的基础上,结合比例谐振(proportional resonant,PR)控制器的特性,提出了双脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)变换器PR控制策略。该方法充分利用了PR控制器能够在静止坐标系下对交流输入信号无静差控制的优势,将矢量控制策略下的有功电流和无功电流分量转换到静止坐标系下进行调节,实现网侧变换器维持直流电压稳定和调节功率因数的控制任务和双馈电机有功、无功功率的解耦控制,与传统的双闭环PI控制相比,该策略无需繁琐的坐标旋转变换,不存在受温度及电路参数影响的耦合项和前馈补偿项,且易于实现对系统低次谐波电流的补偿,减小了控制算法实现难度,提高了控制系统的鲁棒性和电网电能质量。     

双馈风力发电系统转子侧PWM变换器及其对双馈感应发电机的运行控制

首先建立了双馈感应发电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)在同步旋转坐标系下矢量形式的数学模型,并以此对DFIG的运行性能、功率之间的关系及控制目标进行分析,在此基础上设计出以定子电压定向的转子侧PWM变换器控制策略,最后建立了基于英飞凌XC2785单片机的双馈风力发电系统试验平台,使双馈风力发电系统能在次同步、同步和超同步三种状态下运行,并实现定子侧变速恒频和功率因数可调。试验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

双馈风力发电系统网侧变流器联合控制策略

双馈异步风力发电机DFIG(doubly-fed induction wind generator)的运行控制本质是对励磁变流器的控制。为了简化控制算法和提高控制系统响应速度,该文提出了恒功率和无差拍联合控制。该方法通过瞬时功率恒定原理产生三相电流指令值,再利用无差拍控制原理即可计算出控制量。此方法兼具恒功率控制易于设计和无差拍快速响应的优点,在Matlab环境下建立恒功率和无差拍联合控制仿真模型。仿真结果表明,该控制方法在不对称故障下能有效地抑制直流电压纹波分量。     

双馈风力发电系统双PWM变换器控制策略

双馈风力发电系统采用两电平双脉宽调制(PWM)变换器,其中网侧PWM变换器主要用于控制PWM变换器输入电流特性与直流母线电压,根据双馈感应电机(DFIG)的数学模型分析了两种转子侧PWM变换器的控制策略,最后对双PWM变换器的控制策略进行了实验验证。     

双馈风力发电系统双PWM变换器控制技术

结合双馈感应发电机(DFIG)的数学模型,分别根据网侧变换器和转子侧变换器的控制目标对其单独进行SVPWM双闭环控制。提出控制系统中二阶PI调节器的参数优化设计方法,从而加快控制系统的响应速度,实现最大风能追踪,使DFIG能够在次同步、同步和超同步状态下进行快速、平稳过渡。最后根据优化设计后的参数对整个系统进行仿真研究,证明了该控制系统的快速性和可靠性。     

双馈风力发电中网侧脉宽调制变换器的控制策略

推导双馈风力发电系统中网侧脉宽调制(PWM)变换器的简化模型,在此基础上分析其运行特性,设计网侧PWM变换器的控制方案,在MATLAB/Simulink仿真软件平台下搭建双馈风力发电系统网侧变换器的仿真模型,并对交流侧电感的选取作出分析,建立了基于英飞凌XC2785X单片机的试验平台,仿真与试验结果验证了方案的可行性和正确性.     

双馈风力发电网侧控制硬件在环仿真研究

介绍了硬件在环仿真技术在双馈风力发电系统中的应用,硬件在环包括控制器和被控对象两部分。以TI公司的芯片DSP28335作为核心控制器,其控制算法通过MATLAT自动代码生成的方式实现,而被控对象侧采用RT-LAB平台实现。借助RT-LAB优异的实时仿真性能,模拟了双馈风力发电系统的整体性能,验证了控制器的功能。     

双馈风力发电系统双PWM变换器的控制策略研究

介绍了双馈风力发电系统的工作原理,采用双PWM变换器为双馈电机的励磁电源,详细讨论了双PWM变换器的控制策略,建立了基于S函数的转子侧控制器与网侧控制器的仿真模型。仿真结果表明,采用介绍的控制策略,可以实现功率解耦控制、最大风能追踪、变速恒频运行、并网高功率因数运行以及在工作状态切换时直流母线电压的稳定,同时验证了所建模型与控制策略的正确性。     

矢量控制在双馈风电网侧变换器中的应用

提出一种双馈风电系统中网侧变换器的设计与控制方案。首先,根据网侧变换器原理设计控制策略,控制策略采用d,q轴控制;其次,介绍了空间矢量脉宽调制(SVPWM)的一般实现方案,并根据TMS320F2812提出了一些改进;详细介绍了系统的软件设计;最后给出实验结果证明了该方案的可行性和有效性。     

双馈感应式风力发电系统低电压穿越研究

双馈感应式风力发电机组以其变流器容量小,有功和无功功率可独立解耦控制的特点,已成为目前变速恒频风力发电机组的主流机型。正因为双馈感应发电机(Double Fed Induction Generator,简称DFIG)的变流器容量小,所以它对电网电压扰动的抵御能力较弱。为防止扩大电网故障,目前欧洲电力系统要求风力发电系统具备低电压穿越(Low Voltage Ride Through,简称LVRT)能力。这里建立了简化的DFIG低电压穿越系统,在22 kW实验平台上进行了实验,其结果说明Crowbar电路能抑制电机定、转子电路中的暂态电流,系统基本具备了低电压穿越能力。     

一种适用于低电压穿越中DFIG机侧控制策略研究

依据双馈风力发电机的运行特点,设计了一套机侧变流器的控制系统。在分析双馈电机在d,q旋转坐标系下的控制策略基础上,采用双闭环控制与解耦控制来实现当电网电压出现小幅度跌落(不超过30%)时,电机的低电压运行。理论分析和实验结果表明,该控制策略可以很好地稳定电机的各个控制量,保护变流器安全运行,使双馈电机(DFIG)在电网电压跌落时不脱网运行,电网电压恢复后各个控制量具较好的稳定性,且整个系统具有较好的动态特性。     

大型双馈异步风力发电机组变桨控制算法研究

变桨控制系统[1]是变速恒频风力发电机组的重要组成本分,它不仅关系到大型MW级风机的安全运行,而且对风能的吸收具有较好的控制作用。其中变桨控制算法是其控制系统的核心部分,为减小整机机械载荷、风机功率的稳定输出做出重要贡献。基于2.0 MW双馈风力发电系统的基础上,提出了具有转速二阶陷波滤波器的增益调度-双PI(notch filter gain-schedule double PI)控制算法,对风机运行于额定风速以上的变桨控制策略[2],使风机能够以最佳的速率变桨到最佳桨距角位置,从而输出稳定的功率,减小整机的振动,减小风机在3P、6P处产生过大的振动。最后对2.0 MW双馈异步风机变桨控制进行仿真和实际监控图分析,结果表明,其控制算法具有良好控制效果。     

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。     

含双馈风电场的电网节点脆弱性评估

随着风力发电的大力发展,风电出力的随机性、波动性以及其吸收无功的特点,使得风电并网后成为电网的一个扰动源,进一步对系统的脆弱性产生影响。文中结合静态能量函数模型和电气介数,提出一种能够反映节点的状态脆性和结构脆弱性的综合评估指标,同时将离散指标连续化,得到随时间变化而变化的综合评估指标。通过搭建含双馈风电场的电网模型进行仿真计算,得到随综合风速变化的节点综合评估指标的连续变化曲线,比较了不同接入点情况下的系统节点脆弱性的变化,并对结果进行分析。     

风能并网系统中双Boost变换器的研究

对直驱式风力发电系统中交错并联控制器的研究和控制进行了较为深入的分析,得出了单Boost电路下的小信号模型下的传递函数,并据此设计了PI参数。对并联的Boost电路的均流控制和控制时的电流采样时间进行分析。对此,在3.5 kVA的并网逆变器上进行了实验验证,实验结果验证了设计的正确性和价值。     

电网电压不平衡条件下双馈电机转子侧功率控制

本文提出了一种新型的补偿控制策略,能够提高电网不平衡下双馈电机的动态性能,有效减小有功功率和无功功率的波动。论文对转子侧变换器(Rotor-side converter—RSC)正序旋转坐标系下d轴电压迚行定向,因不需要双矢量控制,所以提出的控制方法简单、可靠。这种方法具体实施在RSC中,在电网工作在不同功率情况下,提高了RSC运行能力,同时减弱对电机的损伤。本文最后通过Matlab/Simulink仿真和4k W双馈异步电机实验平台对所提出的控制策略迚行验证。仿真和实验结果吻合,都能够达到所需要求。     

直驱风力发电系统三电平变流器的研究

在分析三电平风电变流器数学模型的基础上,给出了机侧、网侧控制策略,三电平SVPWM的调制算法和中点电位平衡问题的解决办法。利用Matlab／Simulink建立仿真模型对其进行仿真分析,仿真结果验证了推导的正确性。