微网下双馈风力发电系统并网运行研究

提出一种基于旋转坐标系下双馈异步发电机(DFIG)数学模型,利用新的定子磁链定向方式推导出空载、负载并网控制与DFIG矢量控制策略,解决交流励磁风力发电机并入微电网冲击较大及功率控制不佳的现状.以Matlab/Simulink为仿真平台分析搭建整体交流励磁发电系统模型,对仿真所得电压、电流波形进行分析后对相关参数不断调整,可行性评估后表明该方案最大程度减小了对主网的冲击,验证了该方案的有效性.     

一种可进行不平衡补偿的静止同步补偿器控制方法

提出了一种能够让STATCOM对三相不平衡负载进行补偿的控制方法.该方法以序分解和dq解耦为电流检测的基础,取消了传统检测方法中的滤波环节,简化了检测方法,提高了无功电流的检测速度和检测准确性,并对负载正负序无功电流和负载负序有功电流同时补偿,使补偿后的系统电流三相平衡.建立了STATCOM的模型,并在此基础上推导出对不平衡负载补偿的STATCOM无差拍控制模型.通过仿真验证了控制方法的有效性和可行性.     

基于级联STATCOM的风电场并网电压稳定性研究

风力发电机组大多采用异步发电机,风力异步发电机并网发电时,会产生电压波动等一系列电能质量问题.通过论述异步风力发电机和级联STATCOM的数学模型,提出在风电场出口并联级联STATCOM的方法来解决风电场并网电压稳定性等问题.仿真结果表明,该方法可以有效并迅速地解决风电场并网电压稳定问题,提高风电场低电压穿越能力以及故障恢复能力.     

基于STATCOM的风电场无功补偿技术

本文结合风电场对无功功率的需求特点,提出基于SVPWM调制的直接电流控制法的STATCOM无功补偿技术,并针对容量为350kvar的STATCOM的主电路参数进行设计和实验仿真。仿真结果表明：采用基于SVPWM调制方式的直接电流控制法,STATCOM在负载突变的情况下也能够连续、平滑地补偿负载所需的无功功率;具有开关频率固定、直流侧电压利用率高、产生的补偿电流谐波小的优点。     

基于混合型逻辑数字控制的三相三线制并联型有源电力滤波器的研究

对一种由非线性负载产生的谐波电流的全部或特定频率进行补偿的并联型有源电力滤波器进行了研究,并应用数字信号处理器(DSP)对其进行混合型控制,可以容易地检测和验证对不同电流或直流电压控制算法的正确性.还应用正序检测器来减少传统的p-q算法在不对称情况下的延时.经试验研究分析,证明了这种设计和控制策略的有效性.     

利用STATCOM和串联制动电阻改善风电场暂态稳定性

目前研究的风机一般都以单质块集总模型为主,为了更准确地分析风机暂态效应,在此基础上针对基于双质块风机的建模及其暂态分析进行了详细的分析.通过建立双质块定速异步风机、STATCOM模型以及串联制动电阻的数学模型,分析了STATCOM与串联制动电阻(SDBR)对定速异步风机暂态稳定性和低电压穿越能力的影响,理论推导和仿真得出了两种方案适用的范围以及局限性.提出了一种利用并联STATCOM和串联制动电阻(SDBR)协调作用来改善定速异步风机暂态稳定性的新方案,并通过理论分析和仿真算例证明该方法可以有效地提高定速异步风机在故障后的电压提升和转速抑制的效果,从而较好地改善了定速异步风机的暂态稳定性,进一步增强定速异步风机低电压穿越能力.     

DFIG在微电网中的电压频率协调控制策略

为了抑制双馈异步风力发电机(DFIG)因自身有功输出波动导致的微电网电压频率波动,提高其对微电网孤岛运行下电压频率支撑的能力,研究分析了DFIG有功虚拟惯量控制以及定子侧无功功率极限,提出了一种基于f-P和V-Q下垂控制的DFIG电压频率协调控制策略.在DFIG V-Q下垂控制中引入逻辑积分环节,在不额外使用补偿装置下有效抑制电压频率的持续波动,并且在微电网电压频率跌落时,能够与其他采用下垂控制的分布式电源(DG)构成对等控制策略,共同为微电网提供电压频率支撑.最后在DIgSILENT仿真软件中搭建了微电网模型,仿真结果验证了控制策略的有效性.     

风电机组网侧逆变器实时电流跟踪法谐波抑制

为解决异步风力发电机网侧逆变器接入带有非线性负载的电网时存在谐波干扰的问题,采用一种改进的并网逆变器实时电流跟踪谐波抑制方法,建立了风力发电机网侧并网逆变器电压矢量、电流跟踪和扰动的数学模型以及控制系统的谐波电流实时跟踪仿真模型.利用Matlab/Simulink对带非线性负载的并网逆变器控制系统进行电流跟踪谐波抑制仿真,并研究逆变器离网独立运行时对负载的供能过程.仿真结果表明,该实时电流跟踪谐波抑制方法具有良好的跟踪性能和抗扰性能,与传统谐波抑制方法相比具有较强的鲁棒性,为深入研究整个系统的并网逆变以及搭建实验平台提供了依据.     

新型交流励磁直驱风力发电机的空载特性

为解决现有双馈异步风力发电机低风速段运行范围窄和直驱永磁风力发电机励磁不可控的问题,提出一种新型的采用交流励磁的直驱式风力发电机.利用已经设计的发电机参数,推导新型直驱交流励磁风力发电机的数学模型,同时利用MATLAB的Simulink功能建立发电机空载模型.结果表明,励磁频率、定子频率及转子机械转速频率间存在线性关系;发电机机械转速在低风速段时,通过调节励磁频率和励磁电流,发电机仍能输出额定电压,最终增加了发电机的运行范围.     

STATCOM系统中信号延时的改进方法研究

针对现阶段STATCOM系统中存在的信号延时问题,从STATCOM拓扑结构、基本原理、检测算法、信号调理和控制策略等方面进行分析,提出了改进延时的方法。基于瞬时无功理论的ip、iq电流检测算法实时性高,在电流检测中加入预估补偿角度补偿延时,有效减少了系统延时。运用基于滞环的双环控制策略调制产生PWM驱动信号,稳定性高。对STATCOM系统进行MATLAB仿真,并搭建实验样机,仿真和实验验证了该方法的可行性。     

高压隔离开关电机操动机构控制系统

为了实现高压隔离开关(DS)的智能化操作,需对其操作过程中开关触头速度进行有效控制.在高压断路器电机操动机构控制系统的基础上,提出并设计了高压隔离开关无刷直流电机机构调速控制系统.控制系统通过采用双闭环PID控制策略对电机的绕组电流和转速进行调节,进而控制机构运动过程,以实现开关触头能够在特定行程点达到特定的速度,满足DS分合闸速度要求.以550 kV DS无刷直流电机操动机构为控制对象,研制了以数字信号处理器(DSP)为核心的操作控制系统并进行了大量实验.实验结果表明,DS电机操作机构采用上述控制系统,能够实现高压隔离开关在操作过程中对速度的实时调节控制,且具有响应速度快、稳定性好以及实时性强等优点.     

并网逆变器功率和合成谐波阻抗联合控制策略

为了抑制电网中因非线性负载和电力电子器件的大量使用而产生的谐波,给出了并网逆变器的给定功率和合成谐波阻抗联合控制策略.该策略能够根据给定的有功功率和无功功率控制系统,并且在电流环电压环上加入了谐波阻抗环.Matlab/Simulink结果显示,该控制策略能够在实现并网逆变器并网的同时起到有效抑制电网谐波的作用.仿真结果表明,此方法能够抑制电流谐波,也使得电网电压谐波得到有效抑制,并避免了电网线路上的谐振.     

基于双馈风机变桨与变速协调的频率控制

为了改善大规模风电并网给电网频率带来的不利影响,基于双馈风电机组的控制特性,结合转子动能与备用功率控制的特点,提出一种频率分段控制的备用功率与转子动能相协调的多层次、多周期、多环节的联合调频控制方法.电网频率发生偏移时,风机既能快速释放或吸收转子动能,又能调节桨距角,实现风电机组的频率控制.在电力系统仿真软件中搭建供电网络模型,并结合实际电网运行情况进行仿真,仿真结果表明,该方法使得风电机组对频率变化具有快速响应能力,可有效改善电网的频率特性,为双馈风电机组安全稳定并网提供了可借鉴的依据.     

脉冲频率调制LLC串联谐振X光机电源

为了满足X光机电源输出电压调节范围宽的要求,提出了一种全桥LLC串联谐振高频高压电源,并利用仿真软件设计其控制电路,使设计方法更加简单.主电路采用全桥LLC串联谐振、高压变压器、单相双向对称倍压整流电路,从理论上分析系统的工作原理,并建立了LLC谐振变换器的基波等效模型,对主电路的参数进行了设计;在控制电路设计中,借助仿真软件得到补偿前系统近似的开环传递函数,再进行控制器的设计.仿真结果表明,输出电压可以在40~120 kV范围内连续可调,输出电压上升时间短、纹波小,在输出电压跳变过程中,动态调节时间很短,证明了所提出的拓扑和控制电路设计方法的正确性和可靠性.     

基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断

为了实现低压串联故障电弧的有效诊断,基于ULI699标准搭建了交流电压为220V、频率为50Hz的串联故障电弧实验平台,并对不同负载回路正常工作电流以及串联故障电弧电流进行数据采集,提出基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断方法.通过对电流信号进行4层小波包分解,提取小波包能量熵作为特征向量描述故障电弧电流信号在不同频段的能量分布.采用主元分析（PCA）法提取特征向量的主元作为BP神经网络的输入,实现样本最优压缩以简化神经网络结构.仿真结果表明,该方法故障诊断准确率较高,能够有效地识别串联故障电弧.     

模块化多电平变换器功率模块的电流与损耗

为了便于对电压源变换器功率器件进行系统设计以及对其参数、冷却装置进行有效选择,需要对电流与损耗进行有效估算.通过介绍新型模块化多电平变换器（MMC）的工作模态,对其电流分布进行了详细分析,给出一种基于电流分布和元件特征曲线线性拟合的简单MMC损耗计算方法,并在此基础上分析了开关频率、功率因数等对MMC损耗的影响.仿真计算结果表明,该方法能简单有效地对不同工况下各个元件的损耗进行计算,其计算结果对功率器件及其散热装置的选择有一定的指导作用.     

基于模糊扰动补偿的直接驱动XY平台轮廓控制

为了削弱永磁直线同步电机XY平台轮廓误差模型相对复杂、系统未知干扰多以及参数不确定对轮廓加工精度的影响,实现XY平台的高精度轮廓控制,在单轴控制器上设计了基于模糊控制方法及干扰观测器技术的模糊扰动补偿器,同时采用了适用于多轴非线性轮廓控制的实时轮廓误差算法,建立可用于自由曲线跟踪的XY平台实时轮廓误差模型.基于模糊扰动补偿器的控制系统能够较好地抑制外部扰动,同时有效地提高轮廓精度.仿真结果表明,所设计的控制系统具有较强的抗扰性和较高的轮廓精度.     

基于虚拟成阵技术的线列阵恒定束宽的波束形成

为了使基阵对不同的入射频率信号具有相同的空间响应,提出一种均匀线列阵宽带恒定束宽的波束形成新方法.该方法将宽带信号划分为多个子频带,每个频带可以近似为窄带信号.对于不同子频带信号,根据虚拟成阵技术,虚拟出一个新的线列阵,使虚拟阵的阵元间距为此频带信号的半波长,此时,输出的波束宽度为一个只与阵元个数有关、而与频率无关的恒定常数,从而达到恒定束宽的目的.计算机仿真和水池试验验证了此方法的正确性与有效性.     

直接驱动XY平台的零相位自适应鲁棒控制

为了提高直接驱动XY平台的跟踪性能,提出了将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)与自适应鲁棒控制器(ARC)相结合的控制策略对跟踪误差进行控制,并且采用基于时间序列预测技术的轮廓误差实时补偿方法对两轴运动进行协调控制.ZPETC作为前馈跟踪控制器,可以有效提高系统带宽及跟踪性能,使位置能够无静差地跟踪二阶指令输入;ARC能够克服系统参数变化、负载扰动等不确定性,增强系统的稳定性与鲁棒性;采用基于时间序列预测技术的轮廓误差实时补偿方法能够动态控制插补过程,以有效减小轮廓误差.仿真结果表明,所提出的控制方案具有良好的跟踪性和鲁棒性,可以有效提高跟踪精度和轮廓精度.     

大容量辅机启动对孤立电网电压影响仿真

针对电网孤立运行条件下大容量辅机直接启动造成电网电压大幅下降的问题,基于辅机启动的基本原理以及孤立电网网架结构,建立了相应地区电网的电磁暂态仿真模型,并提出可行的孤立电网辅机启动策略.对电厂辅机的启动特性、辅机启动对电网电压的影响以及动态无功补偿装置在辅机启动过程中的补偿特性进行了仿真计算与分析,仿真结果表明,大容量辅机启动虽未造成电网失稳,但给电网电压带来很大冲击,而该启动策略可以有效地抑制冲击,为孤立电网的安全稳定运行提供了理论依据和可行性建议.