自适应控制和微分几何控制在风力发电系统中的应用

本文综述了近年来自适应控制、微分几何控制在风能转换系统稳定、最大风能捕获及调速系统控制等方面应用研究的主要成果与方法，并提出若干需要解决的问题。     

小型风力发电系统功率控制策略的研究

由于风能分布不均、不稳定等特性,对风能的高效利用造成了困难.为了使风力发电系统最大效率的捕获风能,对风力发电机及其运行特性进行了分析.针对不同的方案对常用的控制策略采用MATLAB/Simulink进行了仿真分析,在推导功率与占空比的关系的基础上提出改进的控制策略,改进的控制策略在响应速度、稳定性方面具有优势,并制作样机验证其有效性,对小型风力发电系统功率控制策略的研究具有一定指导性及意义.     

车载小型风力发电系统在电动汽车中的应用

阐述了车载小型风力发电系统在电动汽车中的应用,该系统把电动汽车和风力发电系统两者结合起来,当汽车行驶时,它可以利用风力发电装置将风能转化为电能。该系统用于电动车中,可以减少电动汽车能耗,并延长电动汽车的行驶里程,还能减少电动车的充电以节约电能,起到环境保护的作用。     

小型风力发电系统功率控制技术仿真

分析了不同风速条件下小型风力发电系统的能量流动关系,提出了基于最大功率控制和负载功率跟踪控制的协调控制方案。该方案综合考虑了能源的最大利用率与蓄电池充放电的安全,从而使风力发电系统安全可靠运行。     

参数共振微扰法在Buck变换器混沌反控制中的应用

构造了参数共振微扰作用下的Buck变换器电路模型作为研究对象,通过对扰动幅值及相位进行优化,达到最优的混沌反控制结果.对研制的系统进行了理论分析,构造了迭代映射的模型,通过Jacobian矩阵计算出特征值,特征值轨迹分析的结果与数值仿真是完全一致的.同时,应用该混沌反控制方法还改善了变换器系统的EMI水平,从而为解决开关变换器电磁兼容性问题提供一种新的有效途径.     

传感器在风力发电系统参数监测中的应用

传感器是对风力发电系统各项参数进行拾取和采集的关键部件,在风力发电系统中具有重要作用。基于此,对风电场气象参数、风力发电机组状态参数和电气参数及监测所用传感器进行了综述,最后总结了用于风力发电系统的传感器的发展趋势。我国幅员辽阔,区域气候特征变化明显,风机运行容易受到气象灾害的威胁,如结冰、低温和台风等。对风电场气象参数进行实时采集、监控,一旦有紧急情况,采取提前停机等预防措施,可以减少风电场的损失。     

锂电池储能在风力发电系统中的应用

将锂电池储能系统应用到风力发电中,并针对锂电池储能系统的运行特性,提出了一种可行的综合控制策略。仿真结果表明,锂电池储能系统在电网正常运行时能够快速、有效地平滑风电系统输出的有功功率波动;在电网故障时能够为电网提供一定的无功支持;在脱离电网运行时能够稳定系统的电压和频率,有效地提高了风电系统的运行性能。     

仿真技术在风力发电系统中的应用

简要介绍了仿真技术在风力发电系统的总体应用情况,阐述了仿真技术应用对于提高我国风电设备制造及安全运行水平的重要意义;介绍了风力发电机组的仿真模型结构,针对其中的风能、风力机组和风电场仿真作了重点介绍.     

小功率风力发电技术在油田生产中的应用及效益分析

风能是一种没有污染可再生的绿色能源,大力发展风能发电被认为是一种有效的环保措施,也是企业开展节能减排工作的一种重要手段。介绍了风力发电技术现状,油田风网互补智能控制技术、工作原理、主要功能和技术指标以及油田生产现场的应用情况,分析了该技术的应用效益。实践证明,该风电技术应用效果良好,具有很好的推广应用价值。     

单周控制DC／DC变换器的交流小信号模型与设计

以单周控制理论为基础，介绍了基本拓扑DC／DC变换器－－Buck、Boost、Buck-Boost在单周控制方式下的工作原理；建立了统一的控制方程；建立了这三种变换器在单周控制下的交流小信号模型，并给出了规范化的统一模型；以统一模型为基础，设计了一个Buck变换器。     

小型风电系统功率控制算法的研究

最大功率追踪(MPPT)控制策略是提高风力系统功率转换效率的重要方法.在研究了爬山算法和变步长算法的原理后,提出了固定步长和变步长相结合的3点比较算法,并在Matlab仿真环境中,构建3种算法的仿真模块,进行计算机仿真.对3种算法的仿真结果进行了分析比较,研究其各自在功率损失、响应速度、稳定性等方面的特性,对各种特性进行深入研究,通过对结果的量化对比分析,得到各种算法的优缺点和不同的适用环境.     

风电并网变换器直接功率控制策略

针对直驱型永磁同步风力发电机背靠背驱动变换器中的网侧变换器,对直接功率控制策略进行了研究.相对于常规矢量控制策略而言,引入直接功率控制策略不仅能够提高变换器的动态响应特性,而且对参数变化具有较好的鲁棒性.在建立三相电压型并网逆变器静止坐标系下数学模型的基础上,阐述了并网逆变器直接功率控制机理,论述了并网逆变器直接功率控...     

多光伏发电单元并联接入弱交流系统的稳定性分析

围绕弱交流系统下多光伏发电单元并联运行的稳定性问题,建立了两个光伏发电单元并联小信号模型,分析电网强度、各光伏发电单元运行工况以及各逆变器锁相环控制器参数对其运行稳定性的影响,揭示各光伏发电单元的运行耦合机制。同时,提出了一种基于虚拟端电压的光伏发电运行控制策略,等效地减小电网阻抗,提高多光伏发电单元并联接入弱交流系统的运行稳定性。研究结果表明:随着各光伏阵列输出功率的增加和电网强度的降低,多光伏发电单元易发生振荡现象;一定范围内增加各逆变器锁相环控制器比例系数(暂不考虑积分系数的影响),可增强系统阻尼,易于提高系统的稳定性;相比于单个光伏发电单元接入弱交流系统,多光伏发电单元间功率环路存在耦合项,易受光伏发电单元运行工况与锁相环控制器比例系数的影响,不利于系统稳定运行。基于时域仿真算例验证了理论分析的有效性和控制策略的可行性。     

光伏发电系统宽电压开关变换器参数设计

光伏电池输出电压特性较软使得系统中DC-DC开关变换器需要有宽范围的工作电压,而开关变换器参数合理设计是其安全可靠工作的前提条件。本文以独立光伏发电系统中广泛应用的Buck-Boost变换器为例,分析了其工作原理,讨论了电感和电容对变换器工作模式和输出纹波电压的影响。在此基础上给出了宽输入和宽输出电压范围的电感、电容参数设计方法。通过仿真分析,验证了宽电压范围Buck-Boost变换器参数设计的合理性。     

新能源发电并网系统的小信号阻抗/导纳网络建模方法

变流器与交直流电网之间相互作用引发的功率振荡是新能源发电并网系统面临的重要稳定性问题。小信号建模是分析这一问题的基础,但变流器数量巨大、结构各异及其控制系统"黑(灰)箱化",导致常规的建模方法面临困难。为此,文中提出新能源发电并网系统的小信号阻抗(导纳)网络建模方法,通过将系统部件建模为可反映其内在动态的外特性频域阻抗(导纳)模型,并根据电网拓扑互联起来形成阻抗(导纳)网络,获得目标系统的整体模型,进而通过阻抗聚合量化分析系统的振荡特性。采用河北沽源风电场—串补输电系统次同步振荡问题的建模与分析来说明方法的有效性。     

小型生物质发电试验装备设计

提出了我国发展生物质发电的意义,对小型生物质发电试验装备进行了总体设计,对蒸汽锅炉、微型汽轮机、发电机等进行了设计选择.     

开关变换器功率电感磁损建模及应用

以Buck、Boost变换器为例,根据磁损分离模型理论和开关变换器电路工作特征,提出一种简化的功率电感磁芯损耗计算模型。无需依赖任何磁性材料系数,仅利用一组正弦激励磁芯损耗数据就可预测Buck、Boost变换器在不同占空比下的磁损。该模型可有效体现不同因素对磁损的具体影响,通过实验测试数据验证了所提计算模型的正确性。     

双频Buck变换器的交流小信号模型与控制策略

双频Buck变换器可以在提高输出性能的同时提高效率。由于其中存在两种不同的开关频率，因此其建模和控制策略的研究对实际应用有较强的实用价值。文中建立了双频Buck变换器的交流小信号模型，从频域的角度证明了双频Buck变换器具有与单个高频Buck变换器相同的输出性能。同时对双频Buck变换器的控制策略进行了分析讨论，分析结果表明：对高频开关可以采用常规的控制方式，但对低频开关应采用电流跟踪控制方式，否则低频单元不能正常工作。最后对高、低频单元均采用电流控制方式进行了实验研究，研究结果表明，双频Buck变换器具有与单个高频变换器相同的输出性能。     

虚拟直流电机的参数自适应控制策略

为了提升直流微电网的稳定性,虚拟直流电机控制被应用于直流变换器中,使变换器具有直流电机的外特性。但传统参数恒定的虚拟直流电机控制较难在提供惯性与阻尼支撑的同时实现较佳的动态性能。针对该问题,文中以Buck变换器作为研究对象。首先,建立虚拟直流电机控制小信号模型,分析了负载功率突变时转动惯量和阻尼系数对输出电压动态特性的影响。在此基础上,提出了虚拟直流电机参数自适应控制,给出了转动惯量和阻尼系数自适应调节原则和参数整定方法。最后,仿真与实验结果表明,相比传统虚拟直流电机控制策略,所提控制策略使系统在提供惯性和阻尼支撑的同时具有较快的响应以及较小的超调,可较好地抑制直流母线电压的波动。     

基于不稳定周期轨道的参数扰动法在Boost变换器混沌控制中的应用

电力电子变换器是典型的非线性系统,分岔与混沌等非线性动力学现象的存在限制了变换器的工作范围,并对变换器性能产生了不良影响。因此,在对Boost变换器进行非线性动力学分析的基础上,通过采用一种基于不稳定周期轨道的参数扰动法,对处于混沌态的变换器进行控制,使重新工作于周期-1态。MATLAB数值仿真结果证明控制方案的有效性,在不改变主电路参数的前提下,可以扩大DC-DC变换器的稳定工作空间,提高变换器的增益,降低输出电压和输入电流的纹波,使变换器的性能得以提升。