兆瓦级直驱风电系统及电机控制的研究

在对兆瓦级直驱永磁风力发电系统进行分析的基础上,建立起永磁同步发电机的数学模型,针对双PWM变频器的特点,对永磁发电机的运行控制进行研究,提出发电机的机侧变换器和网侧变换器分开控制的控制方法。     

永磁直驱风力发电机的单位功率因数控制

伴随着大功率半导体器件的快速发展,直驱风力发电在高功率密度以及可靠性等方面显示出了其重要优势,成为变速恒频风力发电的重要趋势之一.在开发2 MW大功率双PWM永磁直驱风力发电变流器的过程中,深入研究了机侧变流器的控制.在机侧变换器变换功率指令给定条件下,分析了永磁发电机的负载单位功率因数控制问题,提出了增加约束方程以确定电机端电压的稳定控制方案.通过仿真实验,验证了所提方案的可行性,目前正应用于原型机的试验验证.     

基于FCS-MPC的风力发电系统低电压穿越技术研究

提出了一种基于模型预测控制的直驱永磁风力发电系统低电压穿越方法，构建了包含网侧和机侧电流的价值函数，通过滚动优化实现风速变化时的直流电压稳定和最大功率跟踪。当并网点电压发生跌落时，利用一个比例函数降低电机转矩电流参考值，减少永磁同步发电机机组出力，通过将机侧与网侧间的不平衡功率传递至发电机转子，来稳定直流侧电压。最后通过仿真试验，验证了所提控制策略应用于直驱永磁风力发电系统低电压穿越控制的可行性和有效性。     

双馈感应风力发电系统实验平台的设计与实现

基于在亚同步和超同步工作模式下实现能量转换的双馈感应风力发电工作原理,设计了双馈感应风力发电系统实验平台,主回路包含三相绕线式异步电机、代替风力机的直流调速电机、直流伺服驱动器、双PWM励磁变换模块和各类低压电器,控制电路包含TMS320F28335型DSP、EP1C12Q240I8型FPGA芯片、采样电路、驱动电路和PLC控制回路,监控电路主要包含PLC上位机监控系统,通过组态软件对风速进行控制和监控,最终实现了双馈感应风力发电系统实验平台的实物研制。     

直驱风力发电系统变流器控制措施

目前风力发电技术发展迅速,永磁直驱风力发电系统由于其结构简单、风能利用率高、故障率低、稳定安全等优点而得到广泛应用。变流装置是直驱永磁式风力发电系统中一个重要环节,变流器的控制方式有网侧变流器控制和机侧变流器控制,本文对这两者的控制功能进行了分析。     

垂直轴永磁直驱风力发电系统MPPT仿真研究

选取分布式中小功率垂直轴风力发电机为应用对象,详细阐述了风力机模型、永磁同步发电机(PMSG)模型、空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术以及基于最佳叶尖速比(TSR)的最大功率跟踪控制(MPPT)原理,给出了基于Matlab/Simulink仿真的垂直轴永磁直驱风力发电系统模型。通过对在稳定风速和动态风速下的仿真结果分析,验证了搭建的风力发电系统能很好的完成最佳转速的调节,实现最大风能捕获,为垂直轴风力发电系统MPPT控制算法的进一步研究构建基础性的平台。     

基于PLC和直流电机的风力发电模拟平台试验研究

为解决风力发电中的风能利用问题,以直流电机为原动机,搭建了基于BECKHOFF PLC的永磁直驱风力发电模拟试验平台,并使用KingView组态软件开发了人机交互界面。风力发电模拟平台采用DC Driver来实现直流电动机模拟风机的转矩控制,采用下位机控制软件TwinCAT PLC集成的PID算法实现永磁同步发电机的转速控制,从而实现风力机的转矩特性模拟和永磁同步发电机的最佳转速追踪控制。最后,在所搭建的实验平台上对基于最佳叶尖速比的最大风能捕获控制方案进行了试验研究。研究结果表明,模拟风机可以动态地追踪最大功率点,验证了风机模拟平台的有效性。     

双PWM变频调速系统研究与设计

对异步电机双PWM调速系统的研究工作,按照主体结构主要分成两个部分进行,一部分是连接电网的PWM整流侧主电路和控制系统,另一部分是PWM逆变侧的主电路和控制系统;然后对双PWM变频调速系统的整流侧软件设计进行了研究;最后对双PWM调速系统的性能进行了实测及实验波形分析。研究所得初步的试验结果是双PWM变频调速系统实际应用的重要基础。     

二极管箝位式三电平拓扑在双馈式风力发电系统中的应用研究

分析了双馈风力发电系统网侧变流器的特点,建立二极管箝位式三电平拓扑的网侧变流器的数学模型,依据数学模型研究双馈式风力发电系统网侧变流器控制策略,在MATLAB/simulink软件平台上搭建仿真模型,验证网侧变流器的整流功能和单位功率因数运行。同时针对电容中点不平衡问题提出了一种中点平衡控制算法,并进行仿真验证。     

直驱型风力发电系统中永磁同步发电机的控制技术研究

研究了风力发电最大功率点追踪原理，建立了永磁同步发电机的数学模型，在此基础上，设计了一种适用于直驱型风力发电系统的永磁同步发电机的控制技术。控制系统采用零d轴电流分量控制策略，并采用电流滞环跟踪技术控制定子电流，实现速度闭环控制。在Matlab／Simulink平台上建立了系统仿真模型，实验结果证明系统能够变速运行实现最大功率点追踪。系统结构简单，响应快，输出电流近似正弦，谐波含量小。     

直驱永磁同步风力发电系统的研究

本文首先介绍了风力机的特性。然后,介绍了直驱永磁同步风力发电系统的组成及控制策略,通过对三相交错并联Boost变换器占空比控制实现最大功率跟踪,对网侧电流的跟踪闭环控制实现单位功率因数并网运行。最后,基于MATLAB/Simulink搭建了系统最大功率跟踪控制仿真模型进行仿真研究,并通过实验验证了系统控制策略的可行性和正确性。     

永磁同步风电系统建模及直接反馈线性化控制

构建了空气动力学系统、永磁同步发电机子系统和反馈线性化控制子系统的模型,并给出了具体的MATLAB仿真模型。给出了直接反馈线性化控制的基本原理和实现方法,将该控制策略应用到永磁同步风力发电系统中,采用微分几何线性化理论和最大风能捕获原理,实现了坐标变换和非线性系统状态反馈,达到了永磁同步风电系统线性化,并在MATLAB环境下给出了具体的仿真框图和实现技术。通过系统联合仿真,表明所建永磁同步发电系统模型可以有效实现对控制系统性能的测试,反馈线性化控制具有更高的控制性能,能够确保最大风能捕获。通过研究,找到永磁同步风电系统这一非线性系统的线性化控制策略,从而提升系统的控制品质。     

额定风速以上永磁同步风力发电系统的自适应控制

由于受到机械负载和电气负荷限制,风力发电系统在额定风速以上时必须运行在恒功率状态,考虑到风机本身固有的非线性特性,以及大风速下外界干扰对风机系统参数的影响,设计了风力发电系统的自适应控制器.采用永磁电机转子磁场矢量控制原理,实现了发电机系统解耦控制和恒功率控制.理论分析和仿真结果表明,所设计的控制器可以保证在额定风速以上变化,系统参数不确定的情况下,仍能使永磁同步风力发电系统安全可靠运行并获取最大风能的目的.     

数字化单极型SPWM相位角增量驱动方式研究

分析了直流永磁同步电机PWM载波频率设置方法,阐述了载波频率应满足似稳条件和绕组磁场建立时间的要求.为便于数字化编程控制,采用了单极型直接面积等效法的SPWM控制方法,推导了正弦脉宽调制PWM占空比计算公式,同时提出了实时调控SPWM相位角增量驱动永磁电机的控制算法.实验结果表明,利用该算法开发的DSP控制程序驱动永磁...     

基于二阶陷波器的三相四开关永磁同步发电系统中性点直流偏置电压抑制研究

针对三相四开关低速永磁同步发电机驱动系统中存在的中性点直流偏置电压问题,对三相四开关变流器的过调制原理、中性点电压的组成进行了研究,分析得出了中性点电压存在直流偏置量和低频交流量,提出了一种基于二阶自适应陷波器的中性点直流偏置电压抑制策略。设计了采用二阶自适应陷波器的基于定子电流补偿的三相四开关机侧变流器中性点电压直流偏置抑制系统,利用基于DSP2808的低速永磁同步发电系统平台,对所设计系统进行了实验验证。实验结果表明:所提二阶陷波器提高了中性点电压控制环的响应速度,抑制了永磁同步发电机输出电磁转矩中的2倍频分量,实现了三相四开关永磁同步发电机驱动系统稳定运行。     

大功率直驱风力发电系统直流侧电压复合控制策略

在开发大功率直驱型风力发电双脉宽调制（PWM）变流器的过程中,为有效抑制由于电机侧有功功率及电网电压的突变而导致的直流侧电压的大幅波动,提出了一种闭环控制与前馈控制相结合的直流侧电压复合控制策略,即在电流控制环中引入机侧有功功率和电网电压前馈控制。仿真实验有效验证了该方法的可行性。研究结果表明,这种控制策略与传统单纯的直流侧电压闭环控制相比,有更快的响应速度和更强的抗扰性能,有效地提高了系统的鲁棒性。     

基于矢量控制的丝光机多单元同步伺服系统研究

根据交流永磁同步电机的数学模型和矢量控制原理,研究了丝光机多单元同步伺服系统的矢量控制方法,建立了系统的数学模型,设计了控制系统的电流控制器、速度控制器及线速度环参数。仿真结果表明,该控制方法能有效提高丝光机多单元同步系统的控制精度和响应速度     

大兆瓦双馈风力发电系统及发电机控制研究

介绍大兆瓦双馈风力发电系统工作原理,分析双馈风力发电系统中发电机的数学模型,并以双PWM变流器为基础对发电机的运行控制进行研究。     

基于PWM整流技术的内反馈串级调速系统

在串级调速系统中采用了PWM整流技术,分析了PWM整流技术的原理,建立了数学模型,并给出了具体的控制方案,提高了系统的功率因数,降低了谐波污染.     

液压传动型风力发电机马达转速模糊控制研究

以液压传动型风力发电系统为研究对象,针对液压调速回路元件选用的实际情况,建立了定量泵-双变量马达调速系统、永磁同步发电机及风轮的数学模型。采用AMESim软件建立液压调速系统仿真模型,采用MATLAB/Simulink软件建立永磁同步发电机及风轮仿真模型。应用模糊控制方法,分析了液压传动变速恒频风力发电系统马达的转速特性。研究表明,定量泵-双变量马达液压调速系统能实现永磁同步发电机转速稳定控制。