“建”言能源——兆瓦级风电系统变流器关键技术(下)

3应重点研究内容(1)基于并联背靠背全功率变流器的直驱式风电系统整体建模、仿真和分析对采用并联背靠背双PWM变流器的永磁直驱并网风电系统进行整体建模,其中电机侧变流器通过矢量控制实现对发电机转速和输出无功功率的控制,电网侧变流器采用矢量控制实现直流侧电压稳定和输出有功、无功功率的解耦控制。通过系统仿真确定主     

基于双SVPWM的直驱永磁风力发电系统运行控制

针对直驱永磁风力发电系统中发电效率低和变流器输出电流谐波大的问题,研究风力机和直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的数学模型,提出一种双空间矢量脉宽调制(SVPWM)式机侧与网侧变流器并网控制策略。为了实现最大风能捕获,机侧变流器采用转速外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略。为了保证直流电压恒定性与输出电流快速响应性,网侧变流器采用电压外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略,实现功率解耦控制和单位功率因素控制。此外,为了减小变流器输出电流的谐波,机侧与网侧均采用SVPWM调制技术。最后,在Matlab/Simulink环境下进行系统并网控制仿真和电流谐波的快速傅里叶变换(FFT)分析。仿真结果表明,文中所提的控制策略满足风力发电系统的并网控制要求,且系统的动态响应好、电流谐波含量少。     

直驱永磁风力发电机的控制策略研究

以直驱式永磁同步电机和变流器为对象,提出了电机侧变流器和电网侧变流器分开控制的控制方法。在电机侧采取基于最佳叶尖速比的最大风能跟踪可以在起动风速、额定风速和功率恒定三个区域最大限度地捕获风能。在电网侧采用直接功率控制策略,动态响应性能优异,算法本身也相对简单,实现了网侧功率因数恒定。系统基于MATLAB/Simulink软件的仿真波形和分析结果验证了所提出的控制策略的正确性。     

兆瓦级三电平永磁直驱风力发电系统仿真研究

基于永磁同步发电机(PMSG)数学模型,采用双三电平PWM结构的全功率变换器;机侧采用转子磁链定向的矢量控制技术并结合PMSG较为常用的零d轴电流控制方案,提高了系统效率;基于电网电压定向,网侧变换器应用电压电流双闭环控制策略;在Matlab/Simulink仿真环境下建立了直驱式永磁同步风力发电系统的仿真模型,包括:SVPWM矢量控制模块,零d轴电流控制模块,abc到dq坐标变换模块,电压补偿模块。对风速阶跃变化时系统运行情况进行了仿真,结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。     

基于直驱永磁同步风力发电系统的控制器设计与研究

直驱永磁同步风力发电系统采用了背靠背双PWM变流器,基于解耦控制策略的PI控制器用于实现对系统机侧和的网侧的有效控制.工程上PI参数多采用试验加试凑的方式,造成大量人力浪费.本文对直驱永磁同步风力发电系统进行数学建模,并提出一种基于粒子群优化算法的PI参数优化,在风速突变条件下对系统仿真分析,结果表明利用粒子群优化算法的PI控制参数能较好的拟合真实值,动态响应快.进而验证了该方法在工程应用中的可行性和有效性.     

风力发电系统变流器的直接功率控制策略

以永磁直驱型风力发电系统为研究对象,针对其变流器结构和控制策略进行了研究。通过选择最优双PWM“背靠背”变流拓扑结构,并采用直接功率控制策略进一步提高了风力发电系统的并网性能。建立了输出功率为10 kW的并网系统仿真模型,验证控制策略的正确性。结果表明,基于直接功率控制策略的“背靠背”变流拓扑具有结构合理、控制策略新颖的优点,在保证直流侧电压稳定的同时,电网电流谐波畸变率低、波形良好,能够实现单位功率因数并网,满足并网要求。     

直驱风力发电系统机侧控制策略的研究

以直驱风力发电系统为研究对象,选用背靠背双PWM的拓扑结构,针对永磁同步风力发电机机侧的控制策略进行分析。在建立永磁同步风力发电机数学模型的基础上,基于ixt=0的转子磁场定向控制,设计了电流内环转速外环的双闭环控制器,并对控制原理在Matlab／Simulink上进行仿真实验,验证了该控制策略的正确性。     

直驱风力发电永磁同步电机矢量控制

本文以永磁直驱风力发电矢量控制系统为研究对象。在详细推导永磁发电机数学模型基础上,采用电流矢量解耦独立控制永磁发电机输出电流的有功和无功分量,实现无静差控制。同时通过最佳叶尖速比法最大风能跟踪方法,获得最大风能利用系数,实现系统的最大效率运行。仿真结果表明所采用控制策略的有效性。     

基于最佳功率给定的永磁直驱同步风力发电系统控制策略研究

直驱型风力发电系统由于不需要增速箱,在风电场中得到广泛的发展和应用.该文研究了发电机和风机的特性分析,提出了基于最佳功率给定的最大风能控制策略,该方法通过对发电机进行闭环控制,使输出功率按照最优功率曲线进行输出,实现最大风能跟踪.并研究了永磁直驱风电系统的双PWM变流器控制策略;搭建了直驱型风电机组整体模型,该系统能够实现并风能最大功率跟踪及并网控制,仿真验证了控制系统的正确性.     

基于双PWM控制永磁直驱风电变流器的研究

对永磁直驱风电机组双PWM控制型并网变流器的原理、拓扑结构、控制策略进行了研究,搭建试验平台并进行了相应的试验,达到了预定的效果。     

直驱永磁同步风力发电系统控制技术综述

本文对风力机的建模及其特性模拟的方法进行了分析,结合直驱永磁同步风力发电系统的拓扑结构,重点分析和比较了机组的最优功率输出控制技术以及变换器的控制策略,并阐述了机组在低电压穿越时的控制方案,最后根据风电场接入电网后对电网的影响,探讨了几种提高电能质量和电网稳定性的措施。     

直驱式风力发电系统中TSMC的研究

分析了将TSMC(双级矩阵变换器)作为直驱式永磁同步风力发电系的全功率变流器,并且分别对TSMC的整流级的PWM调制和逆变级空间矢量调制进行了推导和计算,简要分析了TSMC的换流方法。然后运用MATLAB对整流级和逆变级调制方法和对直驱式风力发电系统的要求进行仿真验证,仿真结果验证了本文的理论分析和调制方法的正确型,说明了TSMC具有调制方法简单、输出电能质量高等优点,同时也说明TSMC非常适合用于直驱式风力发电系统中,并且为进一步地研究TSMC提供了理论基础。     

小型永磁风力发电系统的集成控制策略

针对小型永磁同步风力发电系统,综合考虑风速、负载变化和蓄电池充放电特性的负载跟踪,充电控制策略及其最大风能捕获集成控制策略,通过调节升降压（Buck-Boost）变换器的占空比及使用卸荷负载相结合,来实现风力机最佳运行,就可以实现系统集成控制。     

含多种分布式电源的微电网控制系统研究

针对微网的并网与离网运行方式以及两种运行方式之间的转换,提出一种含多种新能源分布式电源的微网控制策略,建立控制系统。采用直流与交流微电网混合方式对交流负荷供电,在交流侧,采用独立的公共DC/AC变换,连接到一条微网母线上。针对微网的并网运行模式,建立P/Q控制模型,离网运行模式采用V/f控制方法。采用风力发电、光伏发电、蓄电池储能3种微源作为组网单元,对3种微源进行并/离网切换及负荷切断/闭合运行控制,建立微电网系统仿真,初步验证系统可行性。     

基于背靠背变流器的风电系统仿真对比研究

永磁直驱风电系统背靠背变流器的详细模型中含有多个电力电子器件,采用脉冲宽度调制技术会增加仿真系统的数学计算量.针对该问题,文中提出了一种均值模型去简化系统,使得风电系统能够快速且稳定地运行.对于变流器均值模型,在结构上利用受控电源代替变流器;在原理上忽略其高次谐波,仅保留基波成分.从系统控制的角度,去除PWM调制过程以...     

直驱永磁同步风力发电系统MPPT跟踪控制

根据永磁同步风力发电机的运行特性,构建以输出功率为反馈量、转速为控制对象的最大风能捕获控制模型,并在永磁同步发电机d,q轴数学模型和矢量控制理论基础上,通过转子磁场定向控制策略,实现有功、无功功率解耦控制,减小了损耗,并且较好地控制了转速。利用Matlab/Simulink进行仿真,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真,并给出了仿真结果。实验结果验证了该控制系统的正确性与可行性。