基于虚拟同步机的改进双馈风电机组控制策略研究

针对双馈风电机组并网导致风机转速与电网频率相解耦,不及时响应电网频率变化的问题,提出一种基于虚拟定子电压定向的新型双馈风机控制策略。通过改进双馈风机变流器的控制,在风力发电机与电网之间建立起一套虚拟功角,增加了原系统所没有的惯性和阻尼。在稳态时可保障风机运行于最大功率点,当系统发生频率扰动时,可动态地调节风力机组的输出,以响应电网频率的变化。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建了1.5 MW双馈风机的暂态模型,验证了所提控制策略的有效性。     

基于功率轨迹预设的双馈风电机组虚拟惯量控制策略

传统虚拟惯量控制的双馈风力发电机组参数设置不当将面临风机失速的风险,且风机有功出力的瞬时下降可能引起频率的二次跌落。为此,提出一种改进虚拟惯量控制策略,基于系统频率最低点产生时刻,设定频率有功出力维持时间,减小不必要的转子动能释放;转速恢复期间有功出力随时间缓慢减少至风机最大功率跟踪点,减小频率二次跌落。最后,基于EMTP-RV仿真平台搭建高比例风电联网调频电力系统,验证了在不同变风速场景下改进方法的有效性和优越性。     

基于虚拟示波器的双馈异步风力发电机变流器故障诊断技术

介绍了双馈异步风力发电机及其变流器的电路原理,以及可运用于风电变流器故障诊断的虚拟示波器技术;并对故障诊断实例进行了分析,结果发现,实勘结果与故障诊断结果相吻合。该故障诊断技术可为处理风电变流器类、风电电气一次设备及线路类故障提供有力支撑。     

基于虚拟惯性的双馈异步风力发电机控制方法及其稳定性分析

针对传统的同步发电机缓慢运行可能会影响微网系统稳定的问题,研究虚拟惯性控制方法在双馈异步电机风力发电机中的应用。首先详细介绍引入虚拟惯性的2种控制方法及其数学模型,然后通过构建小信号模型研究所提出的控制方法对于孤岛模式下微网系统稳定性的影响,比较使用双馈风电机组旋转质量或超级电容器作为虚拟惯性源的优缺点以及风速变化的对于系统稳定性的影响。最后,基于Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真结果证明,引入虚拟惯性可显著增加系统稳定性,但基于旋转质量虚拟惯性控制效果受风力发电机转速影响较大,基于超级电容器的虚拟惯性控制效果最佳。     

双馈风力发电机及其发电系统

阐述了双馈风力发电机及其风电系统的工作原理,特性曲线及特点。指出,该系统与普通风力发电系统相比,在风力资源的充分利用方面更具优势,大大拓宽了风速的可利用范围,对提高风电发电能力具有重要的意义。     

基于虚拟惯性的改进短时过载控制策略的研究

提出了基于双馈风电机组的改进短时过载控制策略.首先阐述了DFIG的基本理论及运行特性,随后深入分析了目前常用的双馈风电机组短时过载控制方式的工作原理及其局限性,针对其存在转子动能过度释放的隐患及造成频率二次跌落的现象分析成因.基于此提出了改进短时过载控制策略,并利用Matlab/Simulink建立3机9节点系统模型进...     

孤岛双馈异步风力发电机组自抗扰控制研究

针对孤岛运行双馈异步风力发电机输出电压易受负载切换影响、PI控制器对电机参数依赖性高等问题,建立了包含励磁电流动态过程与电机参数误差的数学模型。将电机参数误差和励磁电流动态过程分别视为系统的内扰与外扰,应用分离性原理和零极点配置方法设计双闭环自抗扰控制器替代PI控制器,扩张状态观测器可实时估计系统总扰动,并通过前馈进行补偿。建立兆瓦级DFIG孤岛运行仿真模型进行验证,结果表明文章控制方法能够有效抑制负载切换引起的电压扰动和电机参数变化的影响,提高了系统抗扰动性能。     

变风速下双馈异步风机在微电网中的电压频率协调控制

微电网线路阻抗比值较大,当微电网孤岛运行时,负荷频繁投切导致微电网电压、频率波动较大。文章对双馈感应风电机组与柴油机协调控制共同为微电网提供电压、频率支撑,提出了DFIG在微电网中的电压、频率协调控制策略。DFIG有功功率控制采用虚拟惯量控制与超速减载控制,并采用f-P下垂控制与柴油机配合对微电网频率进行调节。通过控制DFIG转子侧换流器的无功功率,并采用V-Q下垂控制与柴油机配合对微电网电压进行控制。最后在DIgSILENT中搭建了风光柴中压微电网模型,仿真结果验证了文章所提控制策略的有效性。     

双馈风电机组HVRT暂态电流计算及其控制策略研究

文章从双馈风力发电机组(DFIG)暂态过程出发,考虑高电压穿越(HVRT)过程中切换延时和无功控制因素的影响,推导了DFIG对称电压骤升下优化后转子全电流的表达式,弥补了现有暂态过程计算中准确度不足等缺陷。利用优化后转子全电流表达式,设计了一种有效抑制转子过流的限流控制策略,显著提高了风电并网稳定性。仿真验证了转子电流表达式的正确性和改进控制策略的有效性。     

双馈风力发电机网侧变换器的统一模糊控制策略

双馈风力发电机网侧变换器通常工作在单位功率因数状态下,未充分发挥出其无功调节潜能。文章分析了双馈风力发电机网侧变换器的无功功率调节极限,针对网侧变换器非线性、时变d-q系统,提出了一种统一模糊控制策略,即利用网侧变换器进行无功补偿,同时抑制因风速变化引起的发电机出口电压波动。在PSCAD/EMTDC环境下,通过无穷大电网末端接入1台2 MW双馈风力发电机进行仿真,验证了该统一控制策略的有效性。     

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。     

双馈风力发电机机侧变流器分析

根据变速恒频双馈风力发电机定子磁链定向矢量控制理论,采用双闭环结构SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）,通过控制转子侧励磁电流达到控制电机定子侧的无功功率和频率的目的。并通过PSIM软件进行亚同步、超同步运行实验,双闭环控制保证了双馈电机的快速响应,仿真验证了双馈风力发电机控制策略的正确性     

基于简化模型的双馈发电机控制方法研究

建立了双馈发电机的独立线性化系统模型以及简化RL模型,分析了定子侧滤波电容对发电机电压和输出电能质量的影响,搭建了通过电流来控制发电机电压的系统,最后通过仿真研究,其结果表明该模型能够有效地控制发电机输出电压,实现发电机幅值和频率的解耦控制,提高了发电机输出的电能质量。     

双馈发电机定子引出线故障处理

双馈风力发电机组是国内使用最为广泛的机组。为了提高机组运行的可靠性,作为重要部件之一的发电机,其可靠性尤为关键。通过分析了一起双馈发电机定子引出线故障处理过程,明确了兆瓦级风力发电机引出线的固定须采用焊接的方式,提高其可靠性。     

双馈风力发电机网侧变换器的统一模糊控制策略北大核心

双馈风力发电机网侧变换器通常工作在单位功率因数状态下,未充分发挥出其无功调节潜能。文章分析了双馈风力发电机网侧变换器的无功功率调节极限,针对网侧变换器非线性、时变d-q系统,提出了一种统一模糊控制策略,即利用网侧变换器进行无功补偿,同时抑制因风速变化引起的发电机出口电压波动。在PSCAD/EMTDC环境下,通过无穷大电网末端接入1台2 MW双馈风力发电机进行仿真,验证了该统一控制策略的有效性。     

双馈风力发电机运行控制及其空间矢量分析

以分析双馈风力发电机交流励磁的电磁本质为目标,运用空间矢量理论建立了双馈风力发电机的空间矢量模型;在此基础上,建立了变速变桨双馈风力发电机组的整机模型,给出了不同运行状态下的仿真曲线。在转子绕组自行闭合与加入转子交流励磁2种情况下,对双馈电机中定转子磁动势空间矢量的相位变化进行对比,揭示了交流励磁对于改变转子磁动势空间矢量相位的作用。研究结果表明,当双馈电机运行在亚同步状态时,通过控制交流励磁电流可以使转子磁动势空间矢量的相位超前于定子磁动势空间矢量的相位,从而使双馈电机在转速低于同步转速时也能处于发电状态。     

虚拟同步控制下双馈风电机组传动链动态特性分析

虚拟同步发电机针对（VSG）控制对风电机组机械结构影响缺乏认知问题,开展VSG控制下双馈风电机组（DFIG）传动链动态特性分析研究。建立计及传动链柔性的DFIG模型,并通过转子侧变流器实现DFIG的VSG控制。考虑电网频率冲击扰动与风速持续扰动两种情况,通过所建模型仿真对比VSG控制和传统矢量控制下DFIG传动链动态特性,并分别从时域和频域分析VSG关键控制参数对传动链动态特性的影响。结果表明,DFIG运行于VSG控制模式时,电网频率冲击扰动在其传动链激励出大幅度的冲击性自由扭振,风速持续扰动引发其传动链出现大幅度的持续性受迫扭振和幅度较小的持续性自由扭振,且VSG关键控制参数对自由扭振强度影响显著。     

双馈风电机全风况条件下小干扰稳定性分析

以双馈风力发电单机无穷大系统为研究对象,建立了风力机、双馈感应发电机、变频器控制系统及桨距角控制系统的数学模型和全阶微分代数方程式,用分析系统特征值和相关因子的方法研究闭环控制系统的小干扰稳定特性。研究得到全风况运行条件下系统的特征根轨迹及相应的振荡模式和阻尼特性,给出了各振荡模式和衰减模式与相应状态变量参与度的关系,为电力系统稳定器的设计提供了一定的理论参考。     

无刷双馈风力发电机的理论分析

介绍了无刷双馈发电机的结构和变速恒频发电原理。从电机稳态模型出发,分析了无刷双馈电机作为变速恒频发电机在各种不同转速范围内各定、转子间的能量传递关系,得出了无刷双馈电机适用于风力发电的结论。     

双馈风机的次同步振荡特性与基于虚拟电阻的抑制策略研究

文章建立了双馈风力发电机经串补线路接入无穷大系统的模型。考虑了转子侧变换器的影响,对双馈型风电机组次同步频率下的等值电路进行新的推导和分析,得到了风速、串补度对次同步振荡的频率及系统阻尼的影响特性,从机理上得到了DFIG转子侧变流器比例系数对系统稳定性的影响特性。文章对不同工况的时域进行仿真验证,最后基于机理分析提出了转子侧引入虚拟电阻抑制次同步振荡的策略,该策略可以增大次同步频率下系统的阻尼,能起到抑制次同步振荡的作用。