DESS在风光互补发电系统中的控制与仿真

将分布式储能系统(Distributed Energy Storage System,DESS)应用于独立风光互补系统中,设计了相应的储能控制器,采用电压外环和电流内环的控制方法控制系统直流母线的电压稳定。采用Matlab/Simulink仿真软件,对DESS及其控制器进行了仿真,结果表明,DESS可以维持风/光互补发电系统直流母线电压的稳定,保证系统负荷的可靠供电。     

SOFC／GT混合系统的计算机仿真

固体氧化物燃料电池(SOFC)/燃气轮机(GT)混合系统以其高效、低污染排放的优点受到各国尤其是西方发达国家的重视,被认为是解决21世纪能源与环境问题的关键技术之一.计算机仿真方法是目前研究SOFC/GT混合系统的主要方法之一.本文利用Aspen Custom Modeler 仿真平台对一回热器空气再热式SOFC/GT系统进行了仿真分析,给出了设计工况下混合循环各部件节点的状态参数值,分别就压比、燃料电池电流密度和燃料利用率对系统发电效率的影响进行了仿真分析.仿真结果表明,系统总发电效率随压比的关系曲线呈抛物线型,随着压比的增大,系统的发电效率先增大后减小.系统总发电效率与电流密度成反比关系,而与燃料利用率成正比;燃料电池的发电效率与电流密度和燃料利用率均成反比.     

小水电与风光并网的经济效益与环境效益研究

建立了有蓄水库的小水电站与风光混合发电系统的结构模型。研究峰谷电价下,小水电与风光并网所带来的能量转化经济效益和开发清洁能源电力所带来的节能减排环境效益。仿真算例验证了所建模型的有效性。结果表明,有蓄水库的小水电站可以将风光混合发电系统低谷时段所发的廉价电能转化为高峰时段的稀缺电能,带来能量转化的经济效益,同时可以平抑输出功率的波动性,提高电网供电的稳定性与可靠性。经过对污染物减排量的计算,证明了小水电与新能源并网能够有效地节约煤炭等非可再生能源,对保护环境很有意义。     

基于双PWM变换器的直驱永磁同步风力发电机组建模与仿真

直驱永磁同步风力发电(D-PMSG)系统无变速箱,效率高,稳定性好,能获得质量较好的电能,通过变换器与电网相连,可灵活控制系统的电压和频率,能够对输出的有功功率和无功功率进行相对独立的控制。文章利用电力系统分析软件DIGSILENT/Power Factory,在建立D-PMSG和双PWM变换器模型的基础上,结合典型算例系统结构进行了仿真分析,验证了所建模型的正确性。     

风光互补路灯应用效益考察与分析

通过对风光互补路灯项目现场运行状况的考察和系统效益分析,指出在实际应用中存在的问题。对几种常用的、具有代表性微型风力发电机的运行特性进行了测试与比较,揭示其在风光互补路灯系统中能够发挥的作用以及对运行效果的影响,探讨相应的改进措施,为进一步推广应用提供实验依据和合理化建议。     

不同工况下3.3 MW永磁直驱风力发电机电磁场仿真分析及损耗修正

文章设计了一台3.3 MW外转子表贴式永磁直驱风力发电机,并对其电磁性能及短路故障情况进行了有限元仿真分析。首先,得出了这台电机在额定工况下的转矩和磁密分布等结果,以及在相间绕组短路和三相绕组短路两种情况下电机转矩、电压和电流等曲线的变化情况;然后,通过三维静磁场仿真,探究了电机定子的径向通风道结构对二维有限元仿真的影响程度,并对铁耗进行了修正;最后,通过电磁场-温度场的耦合迭代仿真,考虑了温度场影响下的电机内部材料特性的变化对电机损耗结果的影响。     

直驱风电机组低电压穿越改进控制方法仿真研究

采用改进的瞬时对称分量法对电网电压瞬时值进行对称分量分解,提出了电网电压不对称跌落时D-PMSG的低电压穿越控制策略,按照电网电压正序分量和额定电压的比值减小发电机功率,并在解耦控制中分别控制正序和负序分量,正序通道完成能量的传输,负序通道产生和电网负序电压相等的负序电压,从而保证网侧逆变器电流中无负序分量,避免了逆变器非全相过负荷,充分利用其容量。仿真结果研究表明,提出的改进控制策略实现了不对称故障下的低电压穿越,并且保持了逆变器三相电流对称。     

直驱式永磁同步风力发电系统的整合模型与仿真

直驱式永磁同步发电机组具有控制回路少、控制简单的优点,在风力发电系统中得到越来越广泛的应用。文章针对直驱式永磁同步风力发电系统的结构、运行特性及功率传输特点,列写出各个模块的电压方程及状态方程,进而建立其整合模型;使用MATLAB进行仿真,验证了该模型的正确性及可靠性,对风电系统的控制策略研究提供了有效帮助。     

新型永磁风力发电机控制策略的仿真研究

直驱式永磁同步发电系统以其噪声小、可靠性高等优点在风力发电系统中越来越得到重视。对一种采用新型永磁同步发电机的直驱式永磁同步发电系统进行了仿真研究,建立了新型永磁风力发电机组的MATLAB模型,提出了一种基于萤火虫群算法的优化功率分配方法。该方法以减小发电机损耗为目标,能够较大地提高发电机组的效率。仿真结果表明,采用优化功率分配方法的发电机由于能够减小损耗,可以输出更多的有功功率,具有更高的发电效率。研究结果可为新型永磁同步发电机发电效率的提高提供参考。     

大型永磁直驱同步风力发电机电磁振动的仿真分析

文章研究了大功率、多极数、低转速的大型永磁直驱同步风力发电机电磁振动问题,首先利用Ansoft软件计算发电机电磁场,然后根据Maxwell应力张量理论得到发电机定子时空分布的电磁力,再由二维傅里叶变换分析电磁力波的组成,建立了电机定子振动的三维计算模型,最后应用Ansys软件对定子进行模态分析,将电磁力作为激励源计算定子的瞬态响应。该计算结果与测试结果较为近,可以在工程中应用。     

风光互补发电系统的调度策略研究

采用抽水蓄能技术,基于能量守恒和水量递推原理构建了风光互补发电系统的数学模型,提出了4种并网调度策略,设计了相应的调度算法并进行了实例仿真分析,在仿真试验基础上优化了上水库与水泵站的容量配置.结果表明,该风光互补发电系统具有较高性价比.     

风光互补发电系统功率输出的自适应控制

针对风光互补发电系统在运行过程中出现的供电功率空缺以及直流母线电压不稳定问题,依据光伏为主力发电源,风为辅助发电源的发电方式,提出了以风力发电的输出功率补偿光伏发电的输出功率的自适应控制方案。鉴于发电系统中固有的非线性特征和运行中的参数变化,对风力发电系统采用自适应控制实现对互补发电系统中所需功率的差额实时补偿,保证直流母线电压的平稳。为实现蓄电池充电稳定性,结合蓄电池非线性充电模型设计了充电电流跟踪控制器,确保对期望充电电流的跟踪。理论分析和仿真结果均表明,在互补发电系统运行中采取的控制策略的可行性。     

基于弱磁控制的5.5MW风力发电机组过载性能的研究

为进一步提高5.5 MW高速永磁风力发电机组（WTGS）电气系统的过载能力,在建立弱磁控制数学模型的基础上,详细研究基于弱磁控制的5.5 MW WTGS过载性能。根据当WTGS遇到阵风时,风机无法及时回桨导致风机超速过载的特性,本套电气系统采用了弱磁控制。利用弱磁控制可以及时调节永磁同步发电机（PMSG）定子电流的优点,既提高输出功率和增加转速范围,又降低过载时过电压、过电流对WTGS电气系统的危害。通过某5.5 MW WTGS电气系统的过载试验,验证了在高速永磁类风机的过载性能方面弱磁控制有明显的优势。     

一种并网型风光互补发电系统的建模与仿真

分析了风光互补发电系统的技术优势,设计了基于固态变压器结构的并网型风光互补发电系统。分别建立了光伏系统,风力发电系统,超级电容和蓄电池的模型,并分析各环节的控制策略,提出了基于平均功率的储能设备容量配置方法。仿真结果表明,该系统能模拟风光互补系统在不同模式下的运行特性,可以有效降低功率波动和维持电压稳定,并能在低光照强度、低风速等情况下为系统提供短时能量支撑。     

基于转子动能控制的风电机组功率平滑控制结构及优化策略研究

采用转子动能控制方法对直驱永磁同步风力发电机组输出的有功功率进行功率平滑控制,并对控制效果进行优化。首先,分析转子动能控制造成功率损失的原因,并据此提出一种能够补偿功率损失的平滑指令,结合风电机组稳定性分析,得到风电机组采用功率平滑控制的条件,以此采用Matlab/Simulink进行仿真分析,验证所提控制策略的有效性。然后,利用模糊逻辑控制算法（FLC）进行优化控制,以提高风电机组输出有功功率平滑度和风能利用率,并改善由于功率指令切换造成的平滑度下降问题。最后,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,对比不同参数下的优化效果,验证所提控制策略和优化方法的有效性。     

Multi-objective design optimization of a large-scale directdrive permanent magnet generator for wind energy conversion systems

This paper presents a simultaneous multiobjective optimization of a direct-drive permanent magnet synchronous generator and a three-blade horizontal-axis wind turbine for a large scale wind energy conversion system. Analytical models of the generator and the turbine are used along with the cost model for optimization. Three important characteristics of the system i.e., the total cost of the generator and blades, the annual energy output and the total mass of generator and blades are chosen as objective functions for a multi-objective optimization. Genetic algorithm (GA) is then employed to optimize the value of eight design parameters including seven generator parameters and a turbine parameter resulting in a set of Pareto optimal solutions. Four optimal solutions are then selected by applying some practical restrictions on the Pareto front. One of these optimal designs is chosen for finite element verification. A circuit-fed coupled time stepping finite element method is then performed to evaluate the no-load and the full load performance analysis of the system including the generator, a rectifier and a resistive load. The results obtained by the finite element analysis (FEA) verify the accuracy of the analytical model and the proposed method.     

光储联合电站建模与仿真

为解决光伏电站发电的波动性与不稳定性,介绍了光伏电站与全钒液流电池储能电站联合运行的系统结构,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了光伏电池、光伏控制系统、全钒液流电池及其控制系统的电气模型,对并网及故障模式下光储联合电站系统的运行情况进行了仿真研究。结果表明,光储联合电站运行时储能系统能很好地平抑光伏电站的输出功率波动,故障模式下能维持光伏电站的稳定运行。全钒液流电池储能电站可提高光伏电站运行的经济性与可靠性,同时增强了光伏电站输出的可预测性。     

邮轮混合储能系统分段式下垂控制技术

针对脉冲负载频繁投切引起的邮轮混合储能系统频率、电压波动问题,提出一种改进的下垂控制策略。针对锂电池和超级电容混合储能系统建立仿真模型,为各储能单元配置独立的双向DC/DC变换器,仿真分析分段式下垂控制策略对功率分配和均流控制的效果。仿真结果表明：在负载突加或突卸工况下,分段式下垂控制策略可根据负载功率和直流母线电压变化自动控制储能系统功率流向,快速有效平抑电网的负载波动。     

Flywheel array energy storage system

飞轮储能系统将能量储存在高速旋转的飞轮转子中,具有高功率密度,无环境污染,使用寿命长,运行温度范围广,充放电次数无限制等优点,已获得了广泛的应用.将多台模块化的飞轮储能单元并联起来组成飞轮阵列储能系统,是获得大容量,高功率储能的解决方案.文章首先论述了飞轮阵列储能系统的国内外发展现状与要解决的关键问题, 然后详细给出了飞轮阵列储能系统的设计方法,并联拓扑结构与控制策略.随着飞轮储能单元并联技术的逐渐成熟,飞轮阵列储能系统应用领域将逐步扩展到电力系统调频,间歇式可再生能源发电等领域,并将在提高电网对可再生能源的接纳能力等方面发挥重要作用.     

皮带输送机永磁同步电机系统仿真分析

针对矿用运输设备皮带输送机永磁同步电机的现状,分析了矢量控制、直接转矩控制、自适应控制、滑模变控制和预测控制5种调速系统定向形式的优缺点。同时,利用MATLAB仿真模拟软件对永磁同步电机系统进行了仿真模拟,得出前馈解耦控制转速响应下的转速反应更加灵敏,解决了PI控制转速响应下转矩脉动问题,系统的稳定性得到了提高。综合利用多种控制方法可以实现对电机电流稳定性的控制和系统模块的预测,为皮带输送机适应不同工作环境提供了便利。