双馈异步风电机组机侧转速控制器的设计与仿真研究

双馈异步风力发电机组(DFIG)机侧(即转子侧)变流器作为其电控系统的核心控制部件,主要负责双馈感应电机的转速控制和发电机无功调节任务,但由于其具有非线性、强耦合等复杂特性,导致变流器的控制器设计十分困难。针对上述情况,提供一种DFIG转子侧变流器控制策略设计方法和控制参数优化方法,可通过调节转子侧电流大小实现双馈感应电机转速、无功的无静差调节;并以1.5 MW DFIG实际参数为模型,利用Simulink仿真软件对该控制策略进行仿真验证。研究结果表明：利用PI控制器可实现DFIG转速-转矩控制,发电机转子侧电流理论上可实现无静差跟踪。     

直驱与双馈风电机组的故障特性对比分析

基于PSCAD软件建立了直驱永磁同步风电机组(D-PMSG)和双馈感应式风电机组(DFIG)的暂态仿真模型,对比分析了D-PMSG和DFIG风电机组在单相、三相短路故障下的故障特性。仿真结果表明:D-PMSG在电网发生故障时能向电网提供几乎恒定的持续故障电流和一定的无功支持;DFIG在电网发生故障时能提供持续的故障电流,但故障电流呈衰减特性。     

考虑低电压穿越影响的双馈感应 发电机谐波电流特性

双馈感应发电机（DFIG）作为当前应用最广泛的风力发电机,其特殊的结构使其故障运行特性十分复杂,尤其在低电压穿越（LVRT）运行状态下,已对电网安全运行和保护控制的顺利实施造成一系列影响。目前对DFIG的短路电流特性已有大量研究,但是针对定转子电流谐波特性的研究还鲜有报道。考虑LVRT的影响,对电网不对称故障情况下DFIG定、转子谐波电流的特性进行研究。从电磁暂态过程的角度详细推导了Crowbar动作后的DFIG定子谐波电流的解析表达式;在Crowbar未动作时,从转子侧变流器影响机理出发,研究了由变流器控制引起的定、转子谐波电流的产生机理。所得结论通过仿真进行了验证     

不对称电压跌落下双馈风电机组无功极限分析

文章分析了定子侧最大电流对DFIG在不对称电压跌落下无功极限的限制。根据3种限制因素,以及4种不同控制目标下,转子正负序dq轴电流与给定定子有功、无功的关系,得到无功极限曲线。根据无功极限曲线设计功率限幅器,并在DFIG机组上进行仿真,结果表明,该限幅器可以有效地减小crowbar投入次数,提高系统低电压穿越能力。     

双馈风电机组变流器功率管开路故障诊断方法

通过分析变流器电流变化的特性,文章提出了一种基于风电机组状态监测数据的双馈风电机组变流器功率管开路故障诊断方法。该方法以求取基于电流Park矢量模的归一化电流为基础,构造了基于归一化电流绝对平均值的故障检测变量,和基于归一化电流平均值的故障检测自适应阈值;根据故障相定位变量与阈值的比较结果进行功率管开路故障识别。仿真结果表明,该方法能实时在线进行故障诊断和快速分析,确定变流器多功率管开路故障,且不受风速突变和电网电压跌落的影响,具有较好的鲁棒性。     

双馈风电机组电能质量特性联合仿真建模分析

建立双馈风电机组（DFIG）联合仿真精细化模型——GH Bladed-Matlab模型。在GH Bladed中搭建机组主要机械部件模型,在Matlab中搭建机组的主要电气部件。选取2.2 MW的双馈风电机组搭建模型,根据现场测试数据修正GH Bladed-Matlab模型,使仿真得到的机组闪变外特性、谐波外特性、功率控制外特性与其现场测试波形外特性基本保持一致,确保研究得到的联合仿真模型高精确性。所建立的模型在针对机组电能质量特性因素定性研究的基础上,结合数据进行定量分析,为同系列机组电能质量特性优化提供参考。     

双馈风电机组次同步控制相互作用的抑制方法

当系统发生扰动时,双馈风电机组的转子侧变流器会与串联补偿装置的电容器发生次同步控制相互作用(Sub-synchronous control interaction,SSCI),使双馈风电机组在一定程度上表现为次同步振荡的发生源,严重影响到电力系统的稳定性.在抑制次同步振荡的同时,当控制器参数发生变化时,使控制器原有性能...     

我国双馈异步风力发电机变流器研制成功

近日，由北京利德华福公司投资成立的北京清能华福风电技术有限公司与清华大学的合作项目1．5MW双馈异步风力发电机变流器研制成功，并一次性通过了兰州电机厂地面满载试验。本次双方合作共同进入风电市场，正是依托利德华福深厚的研发功底、先进的生产工艺以及在电力行业的成熟应用经验，结合清华大学技术、人才领域优势，通过双方长期不懈的努力获得的卓越成果。     

双馈风力发电机组的间谐波问题分析

分析了双馈风力发电机组的间谐波产生原理和DFIG间谐波的特点,然后对目前电力系统IEC框架下间谐波检测和存在的问题进行研究。文章采用高斯窗调节因子的S变换来检测变速风力发电机组的间谐波,并与IEC标准中的检测方法进行了对比,通过分析风电机组现场运行数据,说明DFIG输出的间谐波具有明显的特征频次,而这些特征采用已有的标准无法体现出来。     

双馈异步风电系统的建模仿真

当电网电压跌落时,风电机组须维持一定时间与电网连接而不解列,并且能提供无功以支持电网电压的恢复,即具有低电压穿越能力,而双馈风电机组低电压穿越能力最弱。分析建立了双馈风力发电机组的模型,通过使用MATLAB/SIMULINK仿真,来研究它的LVRT性能,及影响它LVRT性能的因素,探讨它的改进方案。     

双馈变速风电机组低电压穿越控制

当系统中风电装机容量比例较大时,系统故障导致电压跌落后,风电场切除会严重影响系统运行的稳定性,这就要求风电机组具有低电压穿越（Low Voltage Ride Through,LVRT）能力,保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。分析了双馈风电机组LVRT原理和基于转子撬棒保护（crow-bar protection）的LVRT控制策略,在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/Power Factory中建立了双馈风电机组模型及其LVRT控制模型,以某地区风电系统为例进行仿真计算,分析转子撬棒投入与切除策略及动作时间对实现机组LVRT的影响。     

1.5MW双馈型风电机组异常响声分析

正由于风电机组的特殊工况,容易造成风电机组连接部位松动,固定支架变形,轴承及齿轮箱等部件、叶片局部的损伤,齿轮啮合间隙变化,螺栓初装连接应力变化,摩擦副出现异常等问题,进而引起风电机组出现各种异常响声。尤其是轮毂里,由于风电机组在运转时人无法进入,检查、排除非常困难。即使有的异响短期内不影响风电机组运转,但是一个安全隐患,随着时间延长会加剧隐患扩展,最后引起重大故障发生,导致大部件的损坏,所以必须找到真正的原     

双馈型风电机组机舱降温系统设计

针对双馈风电机组高温限功率停机的问题,根据空气动力学原理,提出机舱降温系统设计方法。其中,聚风罩和变频器柜自动通风快速响应系统为本系统设计的关键部分。文章详细阐述了聚风罩的设计方法和受力分析,系统采用PI调节器实现控制的快速响应。该系统实验阶段安装于1.5 MW风电机组,通过现场数据采集及分析,结果验证了该系统的可行性和稳定性,系统可满足机舱温度40℃,变频柜内温度45℃的工作要求,实现机舱自动降温功能。     

基于模糊PID双馈风电系统网侧变流器综合控制研究

文章在DFIG网侧变流器扰动运行与电网电压不平衡运行的基础上,提出一种基于模糊PID控制的电流微分前馈与负序电流抑制相结合的控制方法。电流微分前馈能有效加快扰动下网侧变流器调节时间和精度;电网不平衡下附加负序电流抑制的方法简单有效,具有很强的可实施性。采用模糊PID控制,参数能够在线调整,提高系统鲁棒性与响应速度。在Matlab/Simulink中搭建了3 MW双馈风机仿真模型,试验结果验证了文中方法的有效性。     

独立微网风电机组谐波特性多目标优化分析

针对分布式永磁风电机组在独立微网中的谐波恶化问题,文章对不同匹配方式的风电机组开展谐波测试。选择电流谐波畸变率(THDi)和电压谐波畸变率(THDu)综合评价独立微网谐波,采用博弈策略改进多目标优化,提出基于权重分析法的微网谐波评价方案。结果表明:选择合适的机组类型以及调节机组叶尖速比可有效降低微网谐波;基于权重分析法赋予各评价指标权重系数,借助多目标优化法求解微网中发电侧谐波极小分布区域。提出微网谐波评价的精确分析和可行性评价方法,为优化独立微网电能质量奠定基础。     

虚拟同步控制下双馈风电机组传动链动态特性分析

虚拟同步发电机针对（VSG）控制对风电机组机械结构影响缺乏认知问题,开展VSG控制下双馈风电机组（DFIG）传动链动态特性分析研究。建立计及传动链柔性的DFIG模型,并通过转子侧变流器实现DFIG的VSG控制。考虑电网频率冲击扰动与风速持续扰动两种情况,通过所建模型仿真对比VSG控制和传统矢量控制下DFIG传动链动态特性,并分别从时域和频域分析VSG关键控制参数对传动链动态特性的影响。结果表明,DFIG运行于VSG控制模式时,电网频率冲击扰动在其传动链激励出大幅度的冲击性自由扭振,风速持续扰动引发其传动链出现大幅度的持续性受迫扭振和幅度较小的持续性自由扭振,且VSG关键控制参数对自由扭振强度影响显著。     

5 MW双馈风电机组低电压穿越的仿真分析

针对海上风力发电机组安全可靠运行要求的发展趋势,本文在阐述双馈风电机组控制原理的基础上,建立了双馈发电机及其变流器的控制模型。其次,在分析电力系统对并网风电机组低电压穿越原理基础上,比较分析了双馈风电机组低电压穿越的各种控制技术方案。最后,结合海上用5.0 MW双馈风力发电机组电气参数,对2种典型低电压穿越的转子电路保护措施进行了仿真比较。分析结果表明,采用二极管整流桥加IGBT和保护电阻构成斩波器的措施具有较好的暂态控制效果。     

并网双馈风电机组低电压穿越能力研究

详细分析了双馈风电机组LVRT功能的实现原理,并在电力系统仿真分析软件PSASP中建立双馈风电机组的LVRT功能模型,采用地理接线图直观地表示风电场外部系统发生短路故障瞬间对风电机组端电压的影响．并以我国某地区电网为例来分析在风电场接入方式不同的情况下系统短路故障对风电机组的影响。根据仿真结果给出风电机组LVRT能力的最低电压限值要求。最后提出了利用串联制动电阻来提高风电机组的LVRT能力的新方法。分析结果表明,串联制动电阻能够可观地提高风电机组的低电压穿越能力。具有较高LVRT能力的风电机组。可以节省一定的投资费用,在一定程度上降低了风电的上网电价。     

变速双馈风电机组低电压穿越功能仿真

分析了变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,建立了包含变频器的双馈风力发电机组动态数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件搭建了并网型双馈风力发电机组的仿真模块,通过仿真试验分析了外部电网故障下变速恒频双馈风力发电机组的低电压穿越功能,为变速恒频双馈风力发电机组在大型并网风电场中的应用提供了可靠的理论依据     

双馈风电机组并网运行改进控制策略研究

针对国内广泛采用基于定子磁链定矢量的控制方案,提出了双馈感应发电机并网运行的改进策略,以实现规定扰动下双馈风电机组的不间断运行稳定运行能力的提高,构建了DFIG机组的数学模型,分析了并网能量转换过程及扰动下的转矩不平衡与转子过电流的改进控制方案.仿真计算结果验证了该控制方案提高并网风电机组稳定性策略的有效性.