1MW直驱风力发电系统建模与仿真研究

建立了1 MW直驱风力发电系统电磁暂态仿真模型,在PSCAD/EMTDC环境下采用电压空间矢量脉冲宽度调制技术(SVPWM)真实地反映变流器的动态开关过程和谐波特性,实现了直驱风力发电系统的机侧最大风能跟踪以及永磁发电机定子电流的解耦控制和网侧直流母线电压稳定的控制。文章还对网侧变流器的软件锁相环(SPLL)进行了优化设计,使之能够快速、准确地跟踪电网基波正序电压,有助于改善网侧变流器在电网不对称故障期间的动态控制性能。     

基于PSCAD/EMTDC的直驱式风力发电接入系统建模与仿真

针对频率可变的多极直驱式同步风力发电机接入系统,该文在考虑风力机大转动惯量的情况下,采用电网电压矢量定向和双闭环控制技术,实现了基于背靠背VSC换流器的有功无功独立控制。研究了不依赖于风速测量的直驱式机组最大功率追踪策略,桨距角控制器设计以及变风速下风电机组对电网的无功支持问题。最后通过PSCAD/EMTDC搭建了该接入系统模型,阶跃和随机风速下的仿真结果验证了该模型的合理性及控制策略的有效性。     

用于海上风电场直流输电的新型变换器

针对永磁直驱风力发电机变流技术的特点,并根据柔性直流输电系统的电压和功率控制要求,提出了一种新型的直流变换器。该变流器采用三电平拓扑结构、内环电流峰值控制,以及适用于三电平Boost变换器电流峰值控制的双梯形波补偿控制方法,经Matlab／Simulink仿真,研究结果证明该变流器具有功率开关电压应力小、电抗器电流脉动小,以及运行可靠、动态响应性能好等优点,适用于海上风电柔性直流输电等大功率、高电压场合。     

基于无源性控制的二极管钳位三电平VSC-HVDC

电压源换流器型高压直流输电系统(VSC-HVDC)采用多电平换流器结构能够提高系统传输容量并改善电能质量。基于无源性理论,构建无源性控制模型,通过对二极管钳位(NPC)三电平VSC-HVDC系统进行仿真,整流侧换流器采用定直流电压和单位功率因数控制,逆变侧换流器采用直接功率控制,实现三电平换流器的电容电压均衡控制和双侧换流器的独立控制。仿真结果证实了基于无源性控制的三电平VSCHVDC能够稳定地运行,并且具有稳态特性好、响应速度快、算法实现简单和鲁棒性强等优点。     

电网故障下直驱永磁风力发电机组机侧变流器改进控制策略

文章对电网电压跌落时的直驱永磁同步风力发电机组的低电压穿越过程进行深入研究,在电网电压跌落时,通过分析发电机机侧变流器最大风能跟踪控制策略,提出一种补偿q轴电流参考值抑制直流母线电压的新方法,并加入弱磁控制,使发电机输出功率迅速有效降低,进而维持机侧与网侧变流器的功率平衡及母线电压稳定。电网持续故障且超出规定时间时,为风电机组增加了卸荷电路,保证机组安全退出运行。分析结果验证了所提方案的正确性和有效性。     

基于自抗扰控制器的直驱式永磁同步风电系统双PWM控制

针对直驱式永磁同步风力发电机组,分别设计了电机侧和电网侧的变换器自抗扰控制器,从而实现在额定风速以下对电机侧的最大风能跟踪控制、电网侧直流电容电压恒定控制。与常规PI控制器相比,采用自抗扰控制器的直驱动式永磁同步发电系统,能够实现对指令转速快速及无超调跟踪、有效抑制风速变化及电网电压扰动对电容电压的影响,具有较为优秀的控制性能。     

直接驱动型全功率变流风力发电系统

从等效电路的角度分析了两级联H桥输出五电平的工作模式.为了满足直驱型风电系统对变流器的大功率要求,采用载波相移正弦脉宽调制技术(CPS-SPWM)控制级联H桥变流器,并对比了常规CPS-SPWM调制方法和对称调制法在实现五电平输出上的差异,经仿真和试验验证:这种拓扑结构满足直驱型风力发电系统对变流器的要求,说明CPS-SPWM调制方法适用于直驱型风力系统中的大功率变流器,在提高装置功率容量的同时,可以有效地减小变流器输出谐波,调节输出波形,提高整个装置的信号传输带宽.     

PMSG发电系统不平衡电网下网侧变流器控制研究

文章通过对电网不平衡情况下风力发电系统的分析,提出了以抑制负序不平衡电流为主要控制方法的网侧变流器控制策略。为维持不平衡下直流母线电压的稳定,提出电流微分前馈的控制方法,结合以上两点控制方法设计出电网不平衡下永磁直驱风力发电系统网侧变流器综合控制策略,该控制方法结构相对简单、有效,并具有一定的低电压穿越能力。最后在Matlab/Simulink下仿真验证了3 MW永磁直驱风机控制的有效性。     

基于储能技术的直驱式风力发电机无功控制

风电系统中的电压源型变流器储能系统得到广泛应用,文章分析以超级电容器为储能元件,采用双向DC/DC变流器控制的储能系统对直驱式风机的影响,提出一种基于超级电容器储能的直驱式风力发电机无功控制策略。通过储能系统和风机变流器协调控制,维持直流电压恒定,提高直驱式风电系统的无功输出能力。最后基于3种无功控制方案的算例进行仿真,仿真结果验证了文章控制策略的可行性和有效性。     

直驱式风电系统网侧变换器控制策略研究

研究了一种适合于直驱式风电系统网侧变换器的控制策略,该变换器选用三相电压源型PWM六桥臂拓扑结构。建立了网侧PWM变换器的数学模型,基于电网电压矢量定向,提出采用d,q轴电流线性化解耦控制策略及空间电压矢量SVPWM调制方式。在Matlab环境下的仿真结果表明,该系统运行稳定,动态响应快,输出直流电压稳定,且脉动很小,各项性能优良。