双馈风力发电系统最大风能追踪控制

在分析风力机功率特性和DFIG运行特性的基础上,通过对双馈机转速控制进行最大风能追踪具体过程的深入研究,提出一种基于最大风能追踪的双馈电机有功、无功功率的解耦控制方法。建立了基于发电机定子磁链定向矢量控制的双馈风力发电系统最大风能追踪系统模型,并利用PSCAD／EMTDC对其进行仿真,结果验证了控制策略的正确性。     

双馈风力发电系统的最大风能控制策略

在分析变速恒频风力发电系统最大风能捕获策略的基础上,提出了一种通过直接控制双馈发电机转子电流就可实现系统低于额定风速下的最大风能捕获又可使得电机铜耗最小化运行的控制策略.首先,在考虑风力机特性和双馈发电机基本电磁关系的基础上,分别推导了双馈发电机定子铜耗最小化运行和最大风能捕获的数学模型.其次,根据双馈发电机最优转子电流的数学模型,建立了双馈风力发电机系统最大风能捕获的控制策略.最后,利用Matlab/Simulink对不同风速下双馈发电机系统的运行性能进行了分析和比较,结果验证了该控制策略的正确性和可行性.     

TSMC励磁的双馈风力发电系统研究

将双级矩阵变换器(TSMC)应用于变速恒频(VSCF)风力发电系统。该系统采用TSMC作为双馈发电机的交流励磁电源,利用定子磁场定向的矢量变换控制实现发电系统有功功率和无功功率的独立调节;并采用最大风能捕捉策略,实现不同风速下跟踪最大风能曲线,实现风能的有效利用。仿真结果表明该系统具有良好的稳、动态变速恒频运行特性,输出可以实现有功、无功功率的独立调节,且输出电能质量高。验证了所提控制方案的正确性和有效性。     

双馈感应风力发电系统电流控制策略研究

由双馈发电机q-d坐标系下基本数学模型,推导出双馈发电机的转子电流和转子电压、磁链之间的关系模型。文章研究了双馈风力发电系统转子侧电流控制策略框图,计算选择PI控制器参数。利用MATLAB/SIMULINK平台自行建立了1.5 MW风力发电系统整体仿真模型。运行该系统模型,得到了双馈发电机转子电流、电压,滤波器输出电流及定子电压等信号波形曲线。仿真结果验证模型及控制器的正确性,证明PI控制器能够满足双馈风力发电系统的稳、准、快等性能指标。     

基于全鲁棒滑模控制双馈风力发电系统空载并网控制研究

为解决PI控制在双馈风力发电机并网控制中自适应和鲁棒性差等问题,文章根据定子磁场定向矢量控制方法和全鲁棒滑模控制方法,设计了双馈风力发电机的空载并网控制策略,引入带指数函数的时变因子项,消除到达阶段;并在切换控制中引入状态误差,提高状态的收敛速度和削弱抖振。通过与PI控制进行仿真比较,结果表明,所设计的全鲁棒滑模控制策略对电网电压波动和电机参数摄动具有较强的全局鲁棒性,且响应速度快,稳态误差小,保证了定子电压的稳定性,能有效实现空载并网。     

基于Matlab/Simulink的双馈感应风力发电机组建模和仿真研究

以双馈风力发电机组为研究对象,建立了包括风力机、传动部分、双馈感应发电机、定子磁链定向的矢量控制策略、最大风能捕获策略的整体数学模型;应用matlab软件中simulink工具,以建立的数学模型为基础搭建了双馈风力发电机组仿真模型,并以两次阶跃风速为例对所建模型并网后运行特性进行了仿真研究。实现了双馈风力发电机组的最大风能捕获和功率解耦控制,仿真结果表明,双馈风力发电机组具有良好的运行特性,同时验证了所建模型的正确性和有效性。     

双馈风力发电系统空载并网模糊PI控制

基于定子磁链定向矢量控制原理,分析双馈风力发电系统并网运行机理,提出了系统空载并网模糊PI控制策略.在此基础上,该文对双馈风力发电系统空载并网过程进行了研究,并与模糊控制及PI控制进行比较.研究结果表明,并网模糊PI控制策略的动态响应快,稳态精度高,对电网电压波动和电机参数变化具有较强的鲁棒性,且并网过渡过程短暂,并网前后运行平稳.模糊PI控制方式既具有模糊控制器动态响应快、鲁棒性强的特点,又兼有PI控制器稳态精度高的优点,是一种优良的并网控制策略.     

开关磁阻风电系统最大风能追踪控制

根据风力机的特性，探讨了追踪、捕获最大风能的方法；针对开关磁阻电机的特点，提出了开关磁阻电机变速恒频风力发电系统最大风能追踪的控制方案；详细的仿真研究验证了该控制策略的正确性和可行性。     

双馈感应风力发电系统低电压穿越控制

传统的双馈感应发电机(DFIG)矢量控制方案忽略了定子暂态磁通,导致当电网出现故障时控制性能恶化.为了提高电网故障下DFIG的不间断运行能力,将矢量控制与自抗扰控制器结合起来,利用扩张状态观测器估计出定子暂态磁通和电机参数误差对系统的影响并加以补偿.仿真结果表明该文提出的控制方法削弱了电网故障时DFIG的转子暂态电流峰值和电磁转矩波动,有效地保护了转子变频器和风力机机械结构,而且对电机参数误差具有鲁棒性.     

风力发电用双馈感应发电机控制策略的研究

该文从并网风力发电系统的基本特性出发，在分析双馈感应电机数学模型及其定子磁链定向矢量控制的基础上，论证了其有功功率和无功功率的独立控制的可行性并给出了PID双闭环控制方案。利用Matlab／Simulink平台，仿真研究并验证了该控制方案的正确性，对实际软硬件系统的设计与调试具有一定的指导意义。     

基于模糊自适应PI控制的光伏发电MPPT

介绍了光伏发电过程中最大功率点跟踪(MPPT)原理,并简要分析了常规控制算法在最大功率跟踪控制中的优缺点,提出将模糊自适应PI控制算法应用到光伏系统最大功率点跟踪的控制中,该控制方法能快速响应外界环境的变化,获得系统最大功率点,且可以有效消除系统在最大功率点附近的振荡现象,提高系统的稳定性。仿真结果表明,该方法能使系统稳定地工作在最大功率点,并且控制精度高,能灵敏反应外界环境的变化。     

液压型风力发电机组最优功率追踪控制方法研究

为研究风力发电机组风能利用率,对液压型风力发电机组的风力机特性和液压主传动闭式系统进行建模分析,提出一种变步长的最优功率追踪控制方法.该方法根据风力机角速度和发电功率判断风力机运行区间,依据不同的运行区间对给定功率进行实时调整,通过控制发电功率间接控制风力机角速度,实现最优功率追踪控制.基于30kVA液压型风力发电机组实验平台进行仿真和实验研究.结果表明:采用变步长最优功率追踪控制方法,系统压力和发电功率可准确地跟踪风速变化,该方法具有良好的控制效果.     

基于Matlab/Simulink的永磁直驱风力发电机组建模和仿真研究

以永磁直驱风力发电机组为研究对象,建立了包括风力机、传动部分、永磁直驱发电机、矢量控制策略、最大风能捕获策略的整体数学模型;应用Matlab/Simulink工具,以建立的数学模型为基础搭建了永磁直驱风力发电机组仿真模型,并以两次阶跃风速为例对所建模型并网后运行特性进行了仿真研究。实现了永磁直驱风力发电机组的最大风能捕获和功率解耦控制,仿真结果表明,永磁直驱风力发电机组具有良好的运行特性,同时验证了所建模型的正确性和有效性。     

光伏发电最大功率跟踪技术研究

对太阳能电池的工作原理及工作特性进行介绍,详细分析太阳能电池工作的等效电路和数学模型;介绍了几种最大功率点跟踪的控制方法;分析光伏并网逆变器的控制目标,研究其控制策略,并设计了基于SPWM的电压/电流型并网逆变器控制的控制系统数学模型。     

Doubly-fed induction generator drive based WECS using fuzzy logic controller

The purpose of this paper is to improve the control performance of the variable speed, constant frequency doubly-fed induction generator in the wind turbine generation system by using fuzzy logic controllers. The control of the rotor-side converter is realized by stator flux oriented control, whereas the control of the grid-side converter is performed by a control strategy based on grid voltage orientation to maintain the DC-link voltage stability. An intelligent fuzzy inference system is proposed as an alternative of the conventional proportional and integral (PI) controller to overcome any disturbance, such as fast wind speed variation, short grid voltage fault, parameter variations and so on. Five fuzzy logic controllers are used in the rotor side converter (RSC) for maximum power point tracking (MPPT) algorithm, active and reactive power control loops, and another two fuzzy logic controllers for direct and quadratic rotor currents components control loops. The performances have been tested on 1.5 MW doubly-fed induction generator (DFIG) in a Matlab/Simulink software environment.     

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。     

不平衡电压下双馈变速风电机组的控制策略

提出了不平衡电网电压下双馈发电机的控制策略,并建立了双馈发电机在正、反旋转坐标系下的数学模型。在此基础上推导和分析了电网电压不平衡条件下双馈发电机输出的瞬时有功、无功功率的组成。提出了4种可供选择的不平衡电压控制方案,并给出了不同控制目标下转子的正、负序电流目标值的计算原则。通过MATLAB/SIMULINK仿真验证了控制方案的有效性。     

一种海洋能及风能联合发电装置

文章提出了一种利用海洋温差能和风能联合发电的方法及装置。利用海洋表层的热海水加热低沸点工质,使之蒸发．送入汽轮机推动汽轮发电机组做功发电,汽轮机排出的工质乏气用海洋深层的冷海水冷凝为液态,再用热海水加热,送入汽轮机,使之蒸发,推动汽轮机发电机组做功发电,如此循环,持续发电;并且利用洋面风力发电,并用该电力驱动热泵装置．由热泵装置的媒质将工质的温度进一步提高．增大工质体积膨胀率;由热泵装置的媒质将冷海水的温度进一步降低．再用该低温海水去冷凝工质乏气,增强对工质乏汽的冷凝效果。该装置既需要用到小型透平,又需要用到风力发电装置．十分适合公司发展。     

Performance of PI controller for control of active and reactive power in DFIG operating in a grid-connected variable speed wind energy conversion system

Due to several factors, wind energy becomes an essential type of electricity generation. The share of this type of energy in the network is becoming increasingly important. The objective of this work is to present the modeling and control strategy of a grid connected wind power generation scheme using a doubly fed induction generator (DFIG) driven by the rotor. This paper is to present the complete modeling and simulation of a wind turbine driven DFIG in the second mode of operating (the wind turbine pitch control is deactivated). It will introduce the vector control, which makes it possible to control independently the active and reactive power exchanged between the stator of the generator and the grid, based on vector control concept (with stator flux or voltage orientation) with classical PI controllers. Various simulation tests are conducted to observe the system behavior and evaluate the performance of the control for some optimization criteria (energy efficiency and the robustness of the control). It is also interesting to play on the quality of electric power by controlling the reactive power exchanged with the grid, which will facilitate making a local correction of power factor.