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。     

风电并网逆变器用有无功功率解耦控制的矢量控制策略

三相PWM逆变器是风力发电并网系统的主要部分,开发一种高性能的逆变器控制策略已经成为研究的重点。本文在对风力发电并网逆变器系统数学模型分析的基础上,提出了一种改进的矢量控制策略。它主要由两个双环控制模型构成,分别都是电流外环电压内环的结构。通过实时检测并网电流和电网电压的波动,有效的补偿并网电感的电压信号,就能够很好的补偿逆变器PWM调制波信号。本文提出的这种矢量控制结构不仅可以改善并网电流的波形质量,而且在系统给定参数发生变化的情况下,仍然可使系统具有很强的鲁棒性,此外,该结构还能有效补偿直流侧母线电压的脉动对并网电流质量的影响。     

基于PMSG的风电系统并网控制策略研究

针对直驱型风力发电不控整流＋Boost＋PWM逆变器并网拓扑结构,利用Matlab/Simulink软件平台,搭建了整个并网系统的仿真模型,并对网侧PWM逆变器进行了控制策略的研究。仿真结果表明,这种控制策略能稳定直流电压,使风电机组能正确地并入电网,实现了有功、无功的解耦及单位功率因数控制。     

电网电压跌落时双馈感应风力发电系统无功功率控制策略

为提高双馈风力发电机在电网电压跌落时的不间断运行能力,提出了双馈风力发电机(DIFG)转子侧变流器无功支持控制策略,并进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制方案在不增加硬件成本的基础上提供无功支持,降低了电网压降,减少了直流母线电压波动,提高了双馈风力发电系统的低压穿越能力。     

并联型有源滤波器直流侧电压稳定控制策略

有源滤波器直流侧电压的波动对有源滤波器的稳定运行有很大的影响,针对这个问题,分析了直流侧电压波动产生的原因及对有源滤波器运行的影响,对传统的PI控制提出了基于电压偏差平方的PI控制改进的方法,这种控制直流侧电压的方法对处理传统PI控制的非线性问题也有很大的改进。并通过matlab仿真验证了改进的PI调节控制策略对谐波的消除有很好的效果,这种控制策略通过软件即可实现,不需要增加硬件设备,是一种经济的解决措施。     

并联型有源滤波器直流侧电压稳定控制策略

有源滤波器直流侧电压的波动对有源滤波器的稳定运行有很大的影响,针对这个问题,分析了直流侧电压波动产生的原因及对有源滤波器运行的影响,对传统的PI控制提出了基于电压偏差平方的PI控制改进的方法．这种控制直流侧电压的方法对处理传统PI控制的非线性问题也有很大的改进。并通过madab仿真验证了改进的PI调节控制策略对谐波的消除有很好的效果,这种控制策略通过软件即可实现,不需要增加硬件设备,是一种经济的解决措施。     

风力发电系统变流器的直接功率控制策略

以永磁直驱型风力发电系统为研究对象,针对其变流器结构和控制策略进行了研究。通过选择最优双PWM“背靠背”变流拓扑结构,并采用直接功率控制策略进一步提高了风力发电系统的并网性能。建立了输出功率为10 kW的并网系统仿真模型,验证控制策略的正确性。结果表明,基于直接功率控制策略的“背靠背”变流拓扑具有结构合理、控制策略新颖的优点,在保证直流侧电压稳定的同时,电网电流谐波畸变率低、波形良好,能够实现单位功率因数并网,满足并网要求。     

DFIG风电系统网侧变流器控制策略仿真研究

在研究双馈型风力发电系统中网侧变流器基本工作原理的基础上,建立DFIG并网系统网侧变流器的数学及控制系统模型。为了更好地提升并网风电系统的控制效果,采用一种基于前馈解耦控制的双闭环控制策略对网侧变流器实行控制,以提高逆变波形及直流母线电压的稳定性。通过在仿真软件Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真研究,验证控制策略的可行性及有效性。     

电压不平衡时基于改进无差拍控制的VSC-HVDC系统

VSC-HVDC在电网电压不平衡情况下,输出功率及直流母线电压会产生二倍频波动,进而影响系统的稳定运行。文中研究了柔性直流输电系统在电压不平衡情况下的改进无差拍控制策略,该策略以瞬时有功功率波动分量为零为约束条件,推导了正负序参考电流表达式。针对传统无差拍控制算法存在的控制延时及对交流侧电感参数变化鲁棒性差的问题,提出了一种改进无差拍控制策略。该控制策略利用拉格朗日插值法预测出下一个采样时刻的参考电流;对电网电压进行了线性预测;对网侧电流进行了非线性预测。最后借助MATLAB/Simulink平台搭建相应的仿真模型,仿真结果证明了该控制策略的正确性和有效性。     

定子电流补偿与转子虚拟电阻协同控制策略

为解决电网电压骤升情况,研究双馈异步风力发电机在高电压穿越下的动态特性,设计出一种定子电流补偿与转子虚拟电阻协同控制的高电压穿越方案。虚拟电阻控制策略会增加直流母线侧电压,导致电网故障程度加重,定子侧增加电流补偿项的控制策略可以达到控制直流母线电压的作用。转子侧增加虚拟电阻和定子侧增加电流补偿项协同控制策略的方法,可以降低直流母线侧电压,缩短电压振荡过程,从而提高系统的高电压穿越能力。通过在Simulink仿真软件搭建增加转子侧电流补偿项的传统控制模型和定子电流补偿与转子虚拟电阻协同控制策略模型进行仿真,得出定子电流补偿与转子虚拟电阻协同控制策略可以有效抑制有功和无功功率、直流母线侧电压、电磁转矩和转子电流冲击幅度,同时加快母线侧电压恢复时间,提高系统故障穿越能力。     

An Improved Control Strategy of Limiting the DC-Link Voltage Fluctuation for a Doubly Fed Induction Wind Generator

The paper presents to develop a new control strategy of limiting the dc-link voltage fluctuation for a back-to-back pulsewidth modulation converter in a doubly fed induction generator (DFIG) for wind turbine systems. The reasons of dc-link voltage fluctuation are analyzed. An improved control strategy with the instantaneous rotor power feedback is proposed to limit the fluctuation range of the dc-link voltage. An experimental rig is set up to valid the proposed strategy, and the dynamic performances of the DFIG are compared with the traditional control method under a constant grid voltage. Furthermore, the capabilities of keeping the dc-link voltage stable are also compared in the ride-through control of DFIG during a three-phase grid fault, by using a developed 2 MW DFIG wind power system model. Both the experimental and simulation results have shown that the proposed control strategy is more effective, and the fluctuation of the dc-link voltage may be successfully limited in a small range under a constant grid voltage and a non-serious grid voltage dip.     

A Novel Control Scheme for Current-Source-Converter-Based PMSG Wind Energy Conversion Systems

A novel control scheme for permanent-magnet synchronous generator is proposed in this paper, where a current-source converter is employed as the bridge between the generator and the grid for high-power wind energy conversion systems. In these medium voltage (2.3-13.8 kV) level applications, current-source converters not only have inherent advantages, but also present some challenges for controller design due to the DC link choke and filter capacitors. The control strategy is developed to achieve better performances with improved dynamic response. By maintaining the grid-side converter modulation index at the highest possible level, the proposed control scheme reduces the DC link current to a minimum value to reduce converter conduction loss. The systempsilas dynamic performance is further improved by adopting generator-side power feedforward. Simulation and experimental results are provided to verify the proposed control scheme.     

基于注入电流扰动法的光伏直流模块的防孤岛控制

传统的交流型并网发电系统中,可以通过检测电网电压或频率,采用有功扰动、无功扰动或频率扰动等方法实现防孤岛控制。而在共直流母线系统中,母线直流电压是唯一可检测的变量,因此传统的防孤岛控制策略无法适用。以共直流母线分布式系统中光伏直流模块的防孤岛控制为研究对象,建立了模块正常运行和孤岛运行时的数学模型,推导得到了在两种工况下模块输出电压的时域表达式,并在此基础上提出了一种基于注入电流扰动法的新型防孤岛控制策略。该控制策略的核心思路是通过控制模块输出电流和扰动步长来改变在扰动时间内模块的输出电压特性,并根据检测判据来决策是否发生孤岛。最后,本文以Boost+FB-LLC的两级式结构作为光伏直流模块的工作拓扑,并设计了一台1000W的实验样机,样机实验结果验证了本文所提出的防孤岛控制策略的有效性。     

A novel DC voltage control strategy of series hybrid active power filter

In this article, a novel DC voltage control strategy which is independent of the detection of the primary winding voltage across the series transformer is proposed to solve the DC voltage control problem of the series hybrid active power filter (APF). Meanwhile, this proposed DC voltage control method adopts an open-loop control strategy. The inverter generates unchanged DC voltage control current to ensure that the fundamental voltage loss of the series transformer remain stable. The simulation and experimental results validity and feasibility of the proposed DC voltage control the method of the series hybrid APF.     

风电储能系统能量调度策略研究

为了改善风电场发电的稳定性,抑制风电引起的电压波动与闪变,提高含风电电力系统的稳定性问题成为重要的研究内容,本文在简要介绍风电的特点的基础上,针对风电并网带来的电能质量及稳定性等问题,阐述了基于能量调度技术的解决方案,详细介绍了基于模糊理论＂最大-最小＂算法的调度系统控制器和系统其它主要部分的模型及仿真结果。控制器根据负荷用电量预测信息控制储能系统的充放电,不仅能有效抑制并网后电网的电能波动也能优化风电的发电质量。MATLAB仿真结果表明,风电储能系统能量调度策略和控制器是有效的,该系统能够有效减小风电场并网功率的波动。     

Wind energy conversion system associated to a flywheel energy storage system

This paper deals with the study of a variable speed wind induction generator associated to a flywheel energy storage system. Direct torque control strategy is applied to control the induction generator where both rotor flux and DC bus voltage are controlled through the application of the standard switching table for operations in the 4 quadrants. The flywheel energy storage system is used to improve the quality of the electric power delivered by the wind generator. The proposed system, controlled thanks to Direct Torque Control (DTC) strategy, is validated through simulations. The obtained results are presented and discussed.     

Link voltage peak control of parallel resonant converter by controlof the converter switching instant

This paper describes a new control strategy of the parallel resonant DC link converter called voltage peak control (VPC). VPC limits the link voltage to twice the DC link voltage. The strategy eliminates the need of additional power electronic components that clamp the link voltage. The operation of the resonant link is described highlighting the factors that influence on the link voltage peak. The paper describes how control of the link voltage peak is possible by appropriate timing of the converter switching. The VPC strategy is implemented in a parallel resonant DC link converter, and simulations with the VPC strategy turned on and turned off are compared. Experimental verification of the VPC strategy is done in a three-phase parallel resonant DC link converter and measurements of switching losses are present. It is concluded that the switching losses are low and the link voltage peak can be controlled without any additional clamp circuits using VPC     

基于平衡桥-不平衡桥直流电源绝缘检测的策略

摘要：绝缘性能直接关系到直流电源系统的安全运行,传统直流绝缘检测的方法存在检测死区、抗干扰能力差和母线电压波动过大的缺点。因此,文中提出了基于“平衡桥-不平衡桥”直流电源绝缘检测的策略,通过不平衡桥电阻取值,有效降低了直流母线电压波动。并根据所提的策略设计了一种基于“主机-从机”模式的大型直流绝缘检测系统。实际应用表明,基于该绝缘检测策略的直流电源系统运行可靠、精度高、无检测死区、实时性好。