双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略

传统的风力发电并网方式主要有直接并网和降压并网,在并网瞬间会产生很大的冲击电流.根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将矢量控制的电网电压定向技术应用于双馈发电机的并网发电上,提出一种基于电网电压定向的双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略,即在定子开路条件下,根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流,在变速条件下实现几乎无冲击电流并网和输出有功、无功功率的解耦控制,建立了交流励磁发电机空载并网及稳态运行控制模型.仿真和实验结果表明,本文所提出的空载并网方式是变速恒频风力发电的一种较理想的并网方式.     

变速恒频双馈风力发电机组的空载并网技术

传统的风力发电机组直接并网和降压并网都会在并网瞬间产生很大的冲击电流,基于定子磁链定向的双馈发电机组空载并网,由于并网前定子磁链的检测不准确也会对电网造成冲击.根据变速恒频双馈风力发电机组的运行特点,通过对其数学模型的分析,建立了双馈异步发电机的空载数学模型,研究了其基于电网电压定向的空载并网控制策略,避免了由于定子磁链检测不准确造成的电网冲击.试验结果表明,该控制策略可以实现大容量风电机组的无冲击软并网,是一种理想的风电机组并网方式.     

TSMC励磁的风力发电系统空载并网控制

双级矩阵变换器(TSMC)存在中间直流环节,但不包含大容量直流环节储能电容,引入TSMC作为双馈风力发电系统的励磁电源。根据交流励磁变速恒频风力发电运行的特点,将电网电压定向的矢量控制技术应用在双馈发电机的并网控制上。根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流,使双馈风力发电机定子电压跟随电网电压,从而减少并网时的冲击电流。实验结果表明,TSMC励磁双馈风力发电系统并网冲击电流较小,控制策略可行。     

基于电压矢量闭环双馈风力发电空载并网策略

电压开环双馈电机空载并网方式缺少对定子电压的直接有效控制,存在定子电压相位、幅值极易受参数变化的影响、端电压幅值低频脉动的缺点,并网过程中易产生较大的冲击电流,影响电网的稳定运行.分析了基于定子电压瞬时值闭环控制的基本原理和控制策略,对转子电流进行了线性化解耦控制.通过仿真验证了采用电压闭环控制,定子电压对电网电压具有较强的跟随性能,提高了定子端电压的控制精度,并网过程冲击电流较小,电压闭环空载并网是一种理想的并网方式.     

双馈型风力发电系统MPPT控制方法研究

为了最大限度地利用风能,针对双馈变速恒频风力发电系统,分析了风力机特性及最大风能捕获原理。在基于电网电压定向的矢量控制的基础上,提出了一种新的无需检测风即可实现最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法。该控制方法以发电系统输出功率最大为目标,能够实时追踪最大功率点(MPP)且不依赖风力机最佳功率特性曲线,实现了发电机输出有功和无功功率的解耦控制,并构建了风力发电模拟平台进行实验验证,结果证明了该控制方法的正确性与有效性。     

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。     

直驱式风力发电系统并网逆变器控制策略研究

在风力发电网侧逆变器动态数学模型基础上,采用空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)方式和电网电压合成矢量定向,实现了电流有功分量和无功分量的解耦及功率因数的可调控制.对该设计方案进行了动态响应过程的试验研究.试验结果表明,系统动态响应快,性能和电流正弦度良好,谐波分量小,同时验证了该方案的可行性和正确性,为直驱式风力发电系统的进一步研究提供了町靠的理论依据.     

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。     

变速恒频双馈风力发电负载并网控制

探讨双馈发电机并网过程运行原理,研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制策略,对比和分析空载并网和负载并网的控制原理,负载并网方式并网前接有独立负载,发电机可以参与风力机的能量控制,降低了对风力机调速能力的要求和减小风对风力机的应力;建立了负载并网控制的仿真模型,仿真结果表明:并网后冲击电流较小,负载并网方式是一种较理想的变速恒频(VSCF)风力发电并网方式.     

变速恒频双馈风力发电负载并网控制

探讨双馈发电机并网过程运行原理,研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制策略,对比和分析空载并网和负载并网的控制原理,负载并网方式并网前接有独立负载,发电机可以参与风力机的能量控制,降低了对风力机调速能力的要求和减小风对风力机的应力;建立了负载并网控制的仿真模型,仿真结果表明：并网后冲击电流较小,负载并网方式是一种较理想的变速恒频（VSCF）风力发电并网方式。     

非并网风力发电系统的电压协调控制

在非并网风力发电系统中,当风能突然增加或负载突然减少时,系统的功率平衡将被打破,从而造成直流电网中出现电压尖峰和电压升高,可能造成系统中功率器件的损坏。文中通过改变负载电流、输电线电压或注入电网电流等参考值,从而改变从直流电网吸收或向直流电网注入的电流值,抑制了电压尖峰和电压升高。仿真分析结果表明该控制方法能够起到很好的抑制作用。     

变速恒频双馈风力发电系统并网逆变器控制策略研究

分析了电网侧逆变器基本工作原理,在此基础上提出了一种改进的电压定向控制与基于神经网络自整定PI控制相结合的逆变器控制新算法,来控制注入电网的能量,减小逆变器电压电流谐波成分,提高电能质量。且充分利用神经网络的快速并行处理能力、学习能力,缩短了计算时间,进而减低了由控制延时引起的谐波成分。最后在MATLAB/Simulink环境下结合NN工具箱建立了仿真模型,在变速恒频风力发电系统中进行了仿真研究,仿真结果证明了改进的电压定向控制与基于人工神经网络自整定PI控制相结合的逆变器控制新算法的可行性。     

STATCOM-感应电机风电场并网发电系统的仿真分析

感应电机作为发电机在风电、水电、汽车等应用领域具有潜在优势,得到了越来越广泛的研究和应用。在描述感应电机自励发电与并网发电的原理基础上,采用MATLBA/SIMULINK分析了一种采用STATCOM作为感性无功补偿器的感应电机风电场并网发电系统,解析了该系统的各个组成部分和工作原理,结果表明采用STATCOM作为感应电机无功补偿装置的风力发电系统具有结构简单、控制容易和成本低廉的优点。     

交流励磁变速恒频风力发电机并网控制策略

随着风电机组单机容量的不断增大,发电机并网时的电流冲击已不能忽视,必须对并网控制技术进行深入研究。在总结现有风力发电机并网技术的基础上,研究了交流励磁变速恒频风力发电机与电网间的“柔性连接”特性,即可通过励磁控制调节发电机输出以满足并网条件。将磁场定向矢量控制技术移植到并网控制中,建立了交流励磁变速恒频风力发电机并网控制策略,最后进行了实验研究。     

电网电压不平衡时全功率风电并网变流器的控制策略

电网电压不平衡条件下,电压负序分量将导致直驱式永磁同步风电机组(permanent magnet synchronous generator,PMSG)全功率并网变流器的直流侧电压出现2倍电网频率的谐波,长期处于此工况下将显著影响直流侧电容的使用寿命,危及机组的稳定运行。建立了电网侧变流器的数学模型,在计及并网阻抗对有功功率影响的基础上,提出了一种以增强直流侧电压稳定性为目标的控制策略。其中,电网侧变流器正负序电流指令通过保证直流侧电容及并网电抗器之间无2倍频振荡的有功功率流得到,指令的计算无需求解复杂的高阶矩阵,也没有引入更多的变量。由直驱式永磁同步风电机组的仿真结果验证了所提出的电压控制策略的有效性。与传统的平衡控制策略相比,这种控制策略能在实现直流侧电压稳定控制的同时,使输出至电网的有功功率2倍频波动得到有效抑制,提高了该型机组不平衡电网电压条件下不间断安全稳定运行能力。     

集中式风电并网的电力系统电压特性研究

针对风电并网后给电力系统电压稳定方面带来影响的问题,介绍了以双馈感应发电机为基础的风力发电机组工作原理、各部分模型及输出特性,并在仿真软件中搭建模型,通过仿真验证风力发电机组的稳态输出特性,研究接入风电的电力系统电压现象,通过搭建仿真算例模拟了风电并网系统在不同负荷配置方式下对系统电压特性的影响,对系统的工作曲线进行了分析,并结合实际工况对系统电压的运行轨迹做了解释,从故障位置、动态负荷工作机理等方面对风机系统的电压稳定特点进行阐述。