无传感器双馈异步风力发电机直接转矩控制

针对有传感器控制的若干缺点,提出一种新塑无传感器控制方法,其采用基于模型参考自适应模块的闭环算法辨识双馈异步风力发电机的转速和转子位置;利用仿真工具Matlab7.1/simulink和S-Function构造仿真模型,仿真结果表明,其具有很好的动态和稳态性能,转速和转子位置观测精度较高,通过控制发电机的转矩、调节发电机转子转速,稳定了发电机输出电能的频率,达到了双馈异步风力发电机平滑稳定的调速目的,适合于双馈异步风力发电系统的变速恒频运行.     

基于模糊RBF的双馈风机励磁控制研究

针对传统矢量控制精度依赖于发电机精确数学模型和参数等缺点,在分析双馈感应发电机电磁关系基础上,研究一种基于模糊神经网络的励磁控制策略.设计了基于模糊RBF解耦的励磁控制器,并对模糊RBF解耦算法进行研究;对基于模糊RBF的励磁控制的兆瓦级双馈风力发电系统进行仿真,结果验证了基于模糊RBF励磁控制的双馈发电机系统具有有功、无功功率的快速解耦能力,其调节过程响应速度快,超调量小,无静差;对于外界干扰和电机内部参数变化等问题都有良好的鲁棒性和参数自适应性.     

双馈风机自适应神经分散协调预测控制

目前,双馈感应发电机转子侧励磁控制系统均依据"孤立"模型设计."孤立"模型忽略了各子系统之间、各控制器之间的相互作用,因此这种控制器仅对改善本系统的控制特性有一定作用.针对以上情况,提出了一种自适应神经分散协调控制策略,并将其应用于双馈感应发电机转子侧励磁控制系统仿真研究中.首先,利用电力关联测量法建立了基于本地变量的双馈风机关联测量模型.其次,以关联测量模型作为预测模型,采用多模型预测控制器对双馈风机转子侧励磁系统进行控制.最后,利用可在线调整的人工神经网络作为多模型加权控制器以补偿双馈风机强非线性、工作区间变化范围大的特点.主导特征值分析和动态仿真表明:该控制策略不仅实现了高精度的最大功率跟踪控制,而且在电力系统故障时可提供持续的、充足的阻尼.     

级联式无刷双馈航空发电机的仿真研究

为了在飞机发动机转速变化的情况下得到恒频恒压的交流电,通过对级联式无刷双馈航空发电机结构和工作原理的分析,建立了级联式无刷双馈发电机转子机械速坐标系的数学模型,提出了定子磁链定向的矢量控制的级联式无刷双馈发电机控制策略,分析了其电磁和能量各平衡关系,研究了励磁系统核心装置SPWM变频器。使用matlab/simulink软件对系统及其控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明采用定子磁链定向的矢量控制策略,可以使级联式无刷双馈发电机在转速变化的情况下,保证发电系统输出恒频恒压的三相交流电。     

基于TS模糊PID控制模型的发电机控制器设计

研究了对风力双馈感应发电机进行控制的TS模糊PID控制器;针对常规PID控制器难以应对某些对象参数变化大,延时环节较大以及噪声干扰等问题,提出了一种能对发电机控制的TS模糊PID控制器;首先定义了双馈感应发电机的数学模型,在此基础上提出了基于TS模型的PID模糊控制器设计方法,并将其用于双馈感应发电机有功功率控制问题中,最后在加入15%测量噪声干扰的情况下对发电机的TS控制器和TS-PID控制器分别进行了仿真;实验结果表明:采用TS模糊PID控制方法比常规PID具有更强的适应性、鲁棒性和可移植性。     

交流励磁发电机有功、无功的解耦控制

交流励磁发电机又称双馈感应发电机(DFIG).在分析了交流励磁发电机动态数学模型的基础上,提出了基于定子磁场定向的矢量控制策略.并利用Matlab对该方案进行了仿真研究,仿真结果验证了控制策略的正确性.     

基于位置估计的双馈风力发电机的控制策略

为了避免由机械传感器所带来的一些控制上的问题,提出了一种基于位置估计的双馈风力发电机的控制方案。在转速控制阶段,根据双馈发电机数学模型,通过采集电网电压电流,转子电压电流,采用定子磁场定向的矢量控制策略,利用转子电流矢量综合位置与定子电压矢量综合位置,对并网前后转子位置进行估算,得到转速及功率变化规律,运用这个规律可以实现对转速的控制。最后对1 MW的风力机模型进行系统仿真实验,结果表明整个转速控制区间对转子位置的估计都满足系统要求,基本上解决了风力发电机的转速和无功功率控制难的问题,验证了方案的正确性与可行性。     

功率硬件在环双馈风机仿真系统

基于模型设计开发的理念设计了功率硬件在环双馈风机仿真系统。该仿真系统由上位机、转速采集卡、变频器、异步电机硬件在环仿真实际风机,双馈电机采用模块式背靠背双PWM变流器控制。变流器采用双控制器控制,NI通用控制器进行PWM驱动控制,TI-28335 DSP辅助控制,NI控制器的程序由Simulink模型直接生成,辅助控制器运行普通控制算法、逻辑、软件保护,可根据实验需求配置两者的输出控制量。该系统能够完成各种复杂工况的研究,可以由Simulink模型直接生成控制器运行代码,能够快速实现变流器的复杂控制算法,提高科研效率,降低测试成本。     

航空交流发电系统的数字式双闭环励磁控制方法研究

传统的单环励磁控制器在不同的发电机负载和运行工况下的控制性能有很大的差异,主要表现为动态响应速度以及电压调制的不同.现代飞机电气系统对发电机供电品质提出了很高的要求.为了提高系统控制性能,以单电压环励磁控制器为基础,提出了外电压环加励磁电流内环的双闭环控制结构,对双闭环结构进行了理论分析,分别对单环和双环励磁系统进行了仿真和实验.仿真和实验结果表明,励磁电流内环的引入能有效改善系统的动态性能、减小电压调制.     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.     

新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略研究

针对由于风能的不确定性、风力发电机的大惯性以及风力发电系统的响应延迟性等造成的风力发电机输出有功功率在一定范围内有波动的问题,提出了一种新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略。该控制策略在全风速范围内采用变浆与变速协调控制策略,并在其基础上增加了一个有功功率误差控制环节,将转子电压辅助控制指令值作为反馈量加入原来的转子电压控制指令值,通过控制SPWM脉冲发生器来实现风力发电机定子输出有功功率的平滑控制。Matlab/Simulink仿真结果表明,与传统有功功率控制策略相比,该新型有功功率平滑控制策略有效抑制了双馈风力发电机输出有功功率的波动。     

双馈异步发电机滞环矢量控制策略的研究

根据双馈异步发电机的运行特点,推导出了其在静止参考坐标系中的数学模型,采用定子磁链定向的矢量控制技术,并结合滞环电流控制技术,提出了一种新的转子励磁控制策略。利用Matlab仿真软件建立双馈异步发电机的仿真模型,对有功和无功功率的解耦进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能够实现双馈发电机有功功率和无功功率的独立解耦控制。     

基于自抗扰控制技术的发电机励磁控制系统

采用合理的发电机励磁控制方案对改善电力系统小扰动及大扰动稳定性有着重要的作用。介绍了自抗扰控制器的原理;分析了传统的PID励磁控制器无法实用的原因;针对其固有的缺陷,提出了一种基于自抗扰控制技术的新型励磁控制策略,并分析了其动态性能较PID控制器优异的原因。仿真结果表明,所提出的励磁控制策略能快速抑制发电机端电压的大幅振荡,有效地改善系统的动态品质,提高系统的稳定水平。     

Dynamic performance improvement of an isolated wind turbine induction generator

A dynamic model of a variable speed stand alone wind generation system is developed. The transient performance of the system under variable wind gust and other disturbance conditions has been studied. It has been observed that a stand alone generator is very vulnerable to transient disturbances in the system. A variable susceptance excitation control system, installed at the generator terminal, has been shown to improve the dynamic performance of the system following transient disturbances. Additional pole-placement based PI and PID controllers in the excitation control circuit are shown to control the violently oscillating and even growing transients very effectively. The robustness of the proposed controller has been tested for various disturbances and also for a range of operation.     

基于PCC的核级柴油发电机励磁控制系统研究

为满足核电站核级柴油发电机启动时间短、稳态调节精度高等特点,提出了一种基于可编程计算机控制器(PCC)的核级柴油发电机励磁控制系统,实现了以新一代PCC为硬件,利用神经网络逼近任意非线性函数的能力,对励磁控制算法中的3个参数Kp,Ki,Kd进行在线调整,并利用神经网络模型对柴油发电机的输出进行预测,根据预测值对神经网络各层中的加权系数进行在线修正,同时引入了带死区的控制算法;该励磁控制系统具有调节速度快、适应能力强、可靠性高等优点。     

基于PSB的迭代学习励磁控制的仿真研究

基于迭代学习控制理论提出了一种非线性迭代学习律,并将它应用于同步发电机的励磁控制中,采用SIMULINK／PSB软件对单机-无穷大系统进行仿真,结果表明该方法的有效性和一般性,改善了控制性能、具有很强的维持机端电压的能力,与常规的PID控制器和线性迭代学习律相比较,收敛速度得到很大提高,有利于提高电力系统稳定性。     

基于DSP的数字励磁调节器研究

目前广泛使用的同步发电机数字励磁调节器使用简单的单片机控制,采用PID（比例-积分-微分控制）＋PSS（电力系统稳定器）控制策略,励磁调节器体积大,模块间干扰大,速度低,可靠性差,很难保证产品质量达到标准要求。为了弥补这个不足,采用PID（比例-积分-微分控制）＋PSS（电力系统稳定器）＋NOEC（非线性最优励磁控制）综合控制策略,把DSP（TMS320F2812）用于同步发电机数字励磁调节器中,具有通用性强、结构简单的特点,同时可以实现优良的控制效果。     

A power system nonlinear adaptive decentralized controller design

In this paper, a novel excitation control is designed for improvement of transient stability of power systems. The control algorithm is based on the adaptive backstepping method in a recursive way without linearizing the system model. Lyapunov function method is applied in designing the controller to ensure the convergence of the power angle, relative speed of the generator and the active electrical power delivered by the generator when a large fault occurs. Compared with the existing nonlinear decentralized control approaches, the proposed controller has no requirement for the bounds of interconnections in the power system. And the new approach does not need the existence of solution of a designed algebraic Riccati equation. Furthermore, the transient stability performance of power systems can also be improved by the designed control approach. The efficacy of the designed controller has been demonstrated in a multimachine power system. Simulation results show transient stability enhancement of a power system in the face of a large sudden fault.     

基于DSP的数字励磁控制器的设计与开发

在电力系统中,励磁控制系统具有稳定发电机机端电压,分配机组无功和提高电网运行稳定性的重要作用。本设计中,以改进的AVR+PSS方式为控制算法,选取TI公司的TMS320F28335作为核心控制器,首次使用DSP的PWM移相触发和或门逻辑组合方式产生双控制脉冲。在Saber Sketch环境下,使用MAST语言建立基于离散Symbol的单机无穷大仿真平台,验证方案的可行性及控制性能。并制作控制器硬件电路板,通过小机组运行试验测试控制器性能。实验表明,该数字控制器移相触发准确、可靠,所控机组机端电压稳定,具有非常好的应用前景。     

基于准滑模控制的汽油发电机电子调速器研究

汽油发电机的转速变化的动态性能是影响发电机性能指标的一个重要因素,本文在分析小型汽油发电机数学模型和控制任务的基础上,提出准滑模控制算法,设计滑模控制器,并利用MATLAB工具进行仿真和配机实验,与常规滑模控制相比较。实验结果表明:采用准滑模控制器后,在保证系统的稳定性、动态性能都不变的情况下,大大减小了抖振。证实了该方法的有效性。