“建”言能源——兆瓦级风电系统变流器关键技术(下)

3应重点研究内容(1)基于并联背靠背全功率变流器的直驱式风电系统整体建模、仿真和分析对采用并联背靠背双PWM变流器的永磁直驱并网风电系统进行整体建模,其中电机侧变流器通过矢量控制实现对发电机转速和输出无功功率的控制,电网侧变流器采用矢量控制实现直流侧电压稳定和输出有功、无功功率的解耦控制。通过系统仿真确定主     

变速恒频双馈风力发电系统仿真研究

阐述变速恒频双馈风力发电系统工作原理,在分析双馈异步发电机的动态数学模型的基础上,介绍了一种基于定子磁链定向的矢量控制方法,实现对电机的有功功率和无功功率的解耦控制,进而实现最大风能追踪。在DFIG转子励磁电源的研究中,重点讨论基于电网电压定向矢量控制技术的网侧变换器的控制方法,以实现网侧变换器交流侧单位功率因数控制和直流环节电压控制。Matlab仿真结果证明了控制策略的正确性和有效性。     

变速恒频双馈风力发电转子侧控制技术的研究

针对转子侧功率变化频繁和直流母线电压波动剧烈的问题,首先设计了交流励磁变速恒频双馈风力发电系统的框架结构,进而对背靠背PWM变流器的控制策略进行了研究。建立了转子侧变流器控制模型,设计了基于定子电压定向（SVO）矢量控制的变速恒频双馈风力发电系统方案,利用Matlab/Simulink构建系统模型并进行了仿真,仿真结果表明控制策略和技术的可行性,系统实现了有功功率、无功功率的解耦控制和最大风能跟踪控制。最后,构建了一台11 kW实验机组,并进行了系统稳态实验研究,验证了方案的可行性。     

基于最佳功率给定的永磁直驱同步风力发电系统控制策略研究

直驱型风力发电系统由于不需要增速箱,在风电场中得到广泛的发展和应用.该文研究了发电机和风机的特性分析,提出了基于最佳功率给定的最大风能控制策略,该方法通过对发电机进行闭环控制,使输出功率按照最优功率曲线进行输出,实现最大风能跟踪.并研究了永磁直驱风电系统的双PWM变流器控制策略;搭建了直驱型风电机组整体模型,该系统能够实现并风能最大功率跟踪及并网控制,仿真验证了控制系统的正确性.     

基于双SVPWM的直驱永磁风力发电系统运行控制

针对直驱永磁风力发电系统中发电效率低和变流器输出电流谐波大的问题,研究风力机和直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的数学模型,提出一种双空间矢量脉宽调制(SVPWM)式机侧与网侧变流器并网控制策略。为了实现最大风能捕获,机侧变流器采用转速外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略。为了保证直流电压恒定性与输出电流快速响应性,网侧变流器采用电压外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略,实现功率解耦控制和单位功率因素控制。此外,为了减小变流器输出电流的谐波,机侧与网侧均采用SVPWM调制技术。最后,在Matlab/Simulink环境下进行系统并网控制仿真和电流谐波的快速傅里叶变换(FFT)分析。仿真结果表明,文中所提的控制策略满足风力发电系统的并网控制要求,且系统的动态响应好、电流谐波含量少。     

一种基于变速恒频的双馈风力发电MPPT设计

采用双PWM控制型变流器,变速恒频发电技术,变浆距角进行最佳风能追踪(MPPT)控制。分析了如何由绕线式异步电动机参数设计出双馈风力发电最大风能跟踪控制的风力机参数。通过Matlab仿真,分析了风机的切入风速、切出风速、风速过大情况下的变桨距角控制及浆距角随风速减小而自动恢复的最大风能跟踪特性,验证了控制策略的有效性和可行性。     

三相电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制

三相电压型PWM变流器在实现能量变换的同时可以消除谐波、实现单位功率因数运行,是一个多输入多输出的非线性系统。文章建立了基于开关函数的变流器数学模型,采用非线性变换以及引入变流器交直流侧的动态功率平衡两种方案相结合,得到了线性化的变流器数学模型。在线性化数学模型的基础上,提出了电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制。仿真结果表明该控制策略能较好地实现三相电压型PWM变流器有功功率和无功功率的解耦控制,具有较好的动态特性,而且网侧电流谐波含量很低。     

基于预测电流控制的三电平并网变流器研究

概述并网用网侧变流器工作原理,分析其工作模式,探讨了基于只与开关频率相关的预测电流控制（PCFF）和电网电压前馈相结合的控制策略,该策略能够弥补三电平变流器直流侧电容电压不平衡的先天性缺陷,而且PCFF控制下的系统有快速的动态响应,特别易于数字化实现。构建仿真模型分析验证了控制策略的有效性和可行性。     

基于负载电流前馈的风电系统网侧变流器控制

对于具有并网变流器的风电系统,本文提出了一种基于负载电流前馈的网侧变流器矢量控制方法。与传统方法相比,该方法可提高风电系统在最大风能捕获过程中的暂态稳定性和抑制电网电压波动对直流母线电压所造成的影响。本文以双馈发电机型风电系统为例进行了理论分析和仿真实验,结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

交流传动机车牵引变流器的设计与控制

交流传动电力机车牵引变流系统的特点,本文提出了大功率变流器集成箱设计概念,研究了牵引变流器集成箱设计技术。程集成箱的设计中,从机械强度、怛电距离、低感母排、电磁兼容、散热管理和维护便利几个方面,探究了变流器工作可靠性相关的结构布局和功能部件易于装拆的机电接口设计。牵引变流器控制策略考虑不周不仪能引起外部电网和牵引变流器之间到振荡,电能引输出电机到端部过电压和轴承漏电流并加速电机的损坏。本文分析了牵引变流器的控制对系统性能的影响,提出了改善控制策略的具体措施并得到实际结果的证实。     

变速恒频风力发电用双PWM变换器的协调控制

文章首先分析了双馈风力发电机的原理以及其数学模型,然后分析了变速恒频风力发电技术采用双PWM变换器常规控制策略,在此基础上提出了采用双PWM变换器的协调控制策略。最后利MATLAB/SIMULINK软件对整个风力发电系统进行仿真。结果表明此策略实现了风力发电机的变速恒频运行,另外在定子电流变化的同时,保持了恒定的功率因数,实现了对双馈感应电机的有功功率和无功功率的独立控制。     

变频技术在风电设备中的应用

主要围绕变频技术在风电设备中的应用展开研究,以变速恒频双馈风力发电机为研究对象。对发电系统中交流励磁控制方式常见的变频装置进行了比较分析,对选择的双PWM变换器交流励磁变速恒频风力发电系统的两个控制单元——网侧PWM变换器和转子侧PWM变换器进行了控制策略分析及仿真。     

风电系统中发电机励磁控制系统的研究

论文介绍了风电系统中双馈风力发电机（DFIG）的工作原理,论文中所提出的双馈风力发电系统主要采用了双PWM换流器结构的交流励磁系统。并运用矢量控制的控制策略对网侧变换器和励磁侧变换器进行控制。并通过Matlab软件构建了最大风能追踪的仿真模型对其进行仿真,仿真表明论文中所提出的控制策略能够实现现风力发电系统的最大风能追...     

直驱永磁同步风力发电系统控制技术综述

本文对风力机的建模及其特性模拟的方法进行了分析,结合直驱永磁同步风力发电系统的拓扑结构,重点分析和比较了机组的最优功率输出控制技术以及变换器的控制策略,并阐述了机组在低电压穿越时的控制方案,最后根据风电场接入电网后对电网的影响,探讨了几种提高电能质量和电网稳定性的措施。     

双馈型风力发电机变流器控制技术研究

本文以双馈型变速恒频风力发电系统的运行与控制为主题,从理论到实验进行了全面、深入的研究;设计并构建了一套完整的1650kW双馈型变速恒频风力发电实验系统,完成了变速恒频发电机运行试验、空载并网实验、变流器运行实验等一系列实验内容。丰富、详实的实验研究结果,验证了本文理论研究的正确性。     

双馈异步风力发电机双三电平矢量控制系统研究

采用交-直-交（AC／DC／AC）双三电平变频器的拓扑结构控制电机,整流部分采用电压矢量定向控制。外加功率前馈控制和中点电位控制技术,使得能量在双向流动的同时始终保持在接近于1的高功率因数下工作,畿量可回馈利用,对电网的谐波污染小,而且还具有很快的反应速度。逆变部分采用了简化三电平SVPWM算法,外加中点电位控制,本文...     

Fuzzy logic based intelligent control of a variable speed cagemachine wind generation system

The paper describes a variable speed wind generation system where fuzzy logic principles are used for efficiency optimization and performance enhancement control. A squirrel cage induction generator feeds the power to a double-sided pulse width modulated converter system which pumps power to a utility grid or can supply to an autonomous system. The generation system has fuzzy logic control with vector control in the inner loops. A fuzzy controller tracks the generator speed with the wind velocity to extract the maximum power. A second fuzzy controller programs the machine flux for light load efficiency improvement, and a third fuzzy controller gives robust speed control against wind gust and turbine oscillatory torque. The complete control system has been developed, analyzed, and validated by simulation study. Performances have then been evaluated in detail     

基于背靠背变流器的风电系统仿真对比研究

永磁直驱风电系统背靠背变流器的详细模型中含有多个电力电子器件,采用脉冲宽度调制技术会增加仿真系统的数学计算量.针对该问题,文中提出了一种均值模型去简化系统,使得风电系统能够快速且稳定地运行.对于变流器均值模型,在结构上利用受控电源代替变流器;在原理上忽略其高次谐波,仅保留基波成分.从系统控制的角度,去除PWM调制过程以...     

供变速风机使用的电力电子变流器

在风力发电系统中变速驱动方式的引入给系统带来了许多好处，但是变速风力发电机产生的电能与电网要求的标准不相适应，必须在发电机和电网之间安装电力电子变流器，才有可能将风力能源送入电网。文章主要介绍了在变速风力发电系统中使用的几种不同电力电子变流器的拓扑结构和它们在其它系统中的应用及目前的发展情况。