双速异步风力发电机

双速异步风力发电机胡元德王义发陈宜林董甲瑞袁由于风速不稳定，风力发电机的转数不会稳定，导致风力发电的电压及频率都不稳定。为了稳定风力发电的电压及频率可以采取多种方法：（１）变速恒频法在齿轮箱和风力发电机之间加一个电磁滑差离合器，在风速及风轮机转速变...     

基于MRAS的双馈风力发电机无速度传感器直接转矩控制

针对速度传感器安装不方便、成本高,磁链观测对电阻依赖性强的问题,提出一种基于模型参考自适应策略的速度、电阻自适应转子磁链观测器,该观测器以转子电流和转子磁链为状态变量,应用李雅普诺夫稳定理论获得转速自适应律,实现转子转速和定子电阻辨识.建立了Matlab/Simulik环境下的双馈风力发电机无速度传感器直接转矩控制系统的仿真模型,仿真结果表明该方法可实现转子磁链的精确辨识,有效减少双馈发电机的定子电阻对系统特性的影响,提高了系统的稳定性和鲁棒性.     

带有RCC的异步风力发电机系统的特性分析

介绍了带有转子电流控制器（RCC）的变桨距调节异步风力发电机系统的基本原理及其控制策略。基于Saber仿真软件，建立了变桨距风力机、绕线式异步发电饥、转子电流控制器以及风速等的仿真模型，并以此为基础深入研究了该类风力发电机系统的运行特性。仿真分析表明，引入转子电流控制可以明显改善发电机的输出电能品质，降低变桨距风力机的调节频率，延长变桨距机构的使用寿命。制作了一套7．5kW模拟异步风力发电机的RCC系统，对带有RCC的异步风力发电机系统进行了模拟实验研究。     

异步电动机的直接转矩控制

阐述了直接转矩控制的基本数学关系,在交流传动机车的整个调速范围内,建立了异步电动机的直接转矩控制方案,并在MATLAB环境下时该方案进行了仿真.仿真结果表明该技术具有优异的静、动态性能,非常适合电力牵引.该研究结果为交流传动机车的设计提供了参考依据.     

并网风力异步发电机的选型和节能

本文从电网电压对异步发电机效率、输出电流、功率因数等主要性能影响,提出风力异步发电机的型式和风力发电机节能效果密切相联。选用电动机作异步发电机运行是不可取的,不但运行性能差,其经济效益也不理想。风机专用异步发电机可以获得满意的性能和节能效果,设计要点和经济分析表明,这是一种有发展前途的节能风力发电机。风机用高滑差异步发电机,使风机输出功率波动大大减少,极有利于小风柴系统的稳定运行,该电机效率曲线平坦,其节能效果也十分明显。小风柴系统和风力田开发,适宜推广这种电机。     

基于矢量控制的永磁同步发电机电磁转矩控制方法优化

当永磁同步发电机应用在发电系统中,会遇到诸多问题.首先其转子磁场存在不可控制性,其次当发电机端电压过大超过传统变流器直流母线电压时会引起变流失败,再次永磁发电机输出电流流向难以直接控制等问题.为解决上述问题,提出了在永磁同步发电机三相出线端串接感性电抗器,通过控制电抗器上的电压幅值和相位间接控制三相出线端电流的控制策略,从而可以有效的解决上述问题.根据余热发电系统的要求,结合永磁同步电机的矢量控制技术,搭建了永磁同步发电机电磁转矩控制的仿真平台.仿真结果验证了设计方案能够合理与有效的控制永磁同步发电机电磁转矩.     

变速恒频无刷双馈风力发电机的直接转矩控制

针对变速恒频无刷双馈风力发电系统,分析无刷双馈发电机的最大吸收功率与转速之间的关系,提出采用直接转矩控制方法,通过控制发电机转矩和功率因数来调节其有功功率,进而实现最大风能捕获,提高发电效率。此外,还针对无刷双馈发电机内部磁场关系复杂的特点,提出一种新型的速度观测方法,以两相静止坐标系作为参考坐标系,通过估算转子磁链同步旋转速度和转差速度来估测发电机转速,进而实现无速度传感器控制,以提高系统可靠性。由仿真结果可以看出,通过快速调节发电机转矩可以有效获得最大吸收功率,所设计的速度观测器也能快速准确地估算出发电机转速。     

小型风力发电机的功率控制方法

将风力发电机叶片的功率一转速特性曲线划分为峰前、峰值和峰后3个区域.根据在各种风速下风力发电机叶片与电机的功率匹配特性,提出一种小型风力发电机的功率控制新方法;通过300 W/24 V风力发电机的设计和测试,验证了此功率控制方法的正确性和可行性.     

双速风力异步发电机建模与切换过程仿真

利用MatLab基本模块建立了定桨距失速型风力发电机组双速风力异步发电机仿真模型,并对双速风力异步发电机切换过程进行了仿真。该模型为风力异步发电机组软并网过程动态仿真分析提供了基础。     

双馈风力发电机无速度传感器矢量控制

针对风力发电系统中的双馈电机提出一种转子感应电势定向矢量控制方法。通过调节双馈电机转子侧的瞬时有功电流和无功电流,实现对电机力矩和转子侧励磁电流的调节,进而实现双馈电机无功功率调节。在控制过程中只需检测交流侧电流电压,不需要位置传感器,所以可以应用无速度传感器。最终通过仿真试验证明该方法的正确性和实用性。     

Fault-tolerant control of an open-winding brushless doubly-fed wind power generator system with dual three-level converter

To improve the fault redundancy capability for the high reliability requirement of a brushless doubly-fed generation system applied to large offshore wind farms, the control winding of a brushless doubly-fed reluctance generator is designed as an open-winding structure. Consequently, the two ends of the control winding are connected via dual three-phase converters for the emerging open-winding structure. Therefore, a novel fault-tolerant control strategy based on the direct power control scheme is brought to focus in this paper. Based on the direct power control (DPC) strategy, the post-fault voltage vector selection method is explained in detail according to the fault types of the dual converters. The fault-tolerant control strategy proposed enables the open-winding brushless doubly-fed reluctance generator (BDFRG) system to operate normally in one, two, or three switches fault of the converter, simultaneously achieving power tracking control. The presented results verify the feasibility and validity of the scheme proposed.     

基于现场数据的风电机组功率特性分析与建模

为了准确掌握鼠笼型感应风力发电机组的运行状态,在分析其功率特性的基础上,针对风电机组建模过程中容易忽略偏航系统误差的问题提出了一种充分考虑风电机组输入参量的建模方法,并结合现场数据分析发现依据该方法建立的模型是有偏差的;在深入分析后再次提出两种引入机组惯性的模型改进方案。用LSSVM方法建立各个方案模型,测试结果表明,引入机组惯性可以有效地提高机组功率特性模型的精度,模型的相对平均误差(MRE)由6.7%下降到5.6%;多组测试数据的测试结果表现出模型有较好泛化能力,可以准确跟踪机组功率变化,为风电机组功率特性建模提供一个新思路。     

适合于风力发电系统的电压跌落发生器

为满足在故障情况下的风力发电机控制策略的研究需要,给出了一种电压跌落发生器的拓扑结构,PC机与单片机通过串行通信来实现对电压跌落模式和跌落时间的控制.试验表明,该设备可以实现国外昂贵的电压跌落发生器的基本功能.     

New architecture and SCADA for stand‐alone hybrid (medium‐sized asynchronous wind turbine + UPS with battery + photovoltaic array) power system without diesel generator

In general, the commercialized medium‐sized asynchronous wind turbines are fully automated facilities designed to operate in parallel connection to the grid; in case of isolated operation, they need to be combined with diesel generator. This paper aims at studying the method of producing electricity of maximal quality with the wind, by constructing a new stand‐alone hybrid (medium‐sized asynchronous wind turbines, UPS with battery, and photovoltaic array) power system without diesel generator. This paper proposes a new architecture of stand‐alone hybrid power system that consists of medium‐sized asynchronous wind turbine, UPS, current limiter (reactor), photovoltaic array, and consumer and dump loads; accordingly, a supervisory control and data acquisition (SCADA) for this system is suggested along with the operation strategies depending on the output power of the UPS and wind turbine, consumer load, and the battery voltage of UPS. The case study was confirmed through the simulation results of the operation of a new stand‐alone hybrid (two 110 kW of asynchronous wind turbines, 250 kVA of UPS with battery, reactor, 36 kW of photovoltaic array, and consumer and dump loads) power system. The results of the simulation showed that the system frequency change of the new stand‐alone hybrid power system was 60 ± 0.5 Hz, and the one of the wind + diesel stand‐alone hybrid system was 60 ± 1 Hz, for the sudden change of consumer load and gust. This new system can be eligible as a standardizing option for the architecture of nondiesel stand‐alone hybrid system and its SCADA system.     

Investigation of maximum wind power extraction using adaptive virtual lookup‐table approach

With the advance of power electronic technology, direct‐driven permanent magnet synchronous generators (PMSG) have increasingly drawn interests to wind turbine manufacturers. Unlike a fixed‐speed wind turbine, the maximum power extraction of a PMSG wind turbine is affected by (1) electrical characteristics of the generator, (2) aerodynamic characteristics of the turbine blades, and (3) maximum power extraction strategies. In an environment integrating all the three characteristics, it is found in this paper that the existing commercial lookup‐table maximum power extraction mechanism suitable to a DFIG wind turbine is not suitable to a PMSG wind turbine. Through the integrative study of all the three characteristics, this paper proposes a novel PMSG maximum power extraction design. The special features of the proposed strategy include (i) an adaptive virtual lookup‐table approach for PMSG maximum power extraction and (ii) an implementation of the peak power‐tracking scheme based on a novel direct‐current vector control configuration. The proposed maximum power extraction mechanism with a nested speed‐ and current‐loop control structure is built by using MatLab SimPowerSystems. Simulation studies demonstrate that the proposed PMSG peak power‐tracking strategy has superior performance in various aspects under both stable and gust wind conditions. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

风特性对风力发电机组输出功率的影响

为了准确研究不同类型的风速对并网风电机组输出功率的影响,建立了并网风力发电机模型和不同类型风速的模型。在不同类型风速的扰动下,对异步风电机输出功率的波动进行了仿真分析;针对引起功率振荡最严重的阵风,进行了不同频率的阵风扰动下风电机组功率振荡的比较,对阵风扰动下风电机组间的相互影响进行了仿真分析。结果表明,在相同幅值的扰动下,阵风引起的风电机组功率振荡最严重,机组功率振荡情况与阵风扰动的频率有关,单台机组在阵风扰动下产生的振荡对其他机组也会产生一定的影响。     

基于LabVIEW的离网型风力发电机风速-功率特性研究

通过对离网型风力发电机实际运行状态及气象情况的监测,绘制了风速-功率散点图.利用最大似然估计法对风机输出功率曲线进行拟合,结果表明:七次多项式拟合结果最逼近实际工况;二次多项式拟合曲线精度稍差,但表达式简单明了,可快速预测风力发电机发电量.此外,通过对风力发电机发电量的实际值、理论功率曲线预测值以及利用最大似然估计法拟合得到的功率曲线的预测值的对比,结果表明:风力发电机生产厂商提供的曲线只能反映其稳态的风速-功率关系,用来预测风力发电机发电量还存在较大误差;利用最大似然估计法拟合得到的功率曲线预测的风力发电机发电量误差明显偏小.     

基于内模控制器的变速恒频风力发电并网控制方法

在分析定子磁链定向的双馈电机控制的基础上,将矢量控制技术和内模控制器结合起来应用于定子电压并网控制中,得到了一种新型的并网控制方法.该控制方法并不需要建立精确的感应电机模型,动态响应快,无超调,控制器结构简单,参数单一,工程上易于实现.利用Matlab进行的仿真结果表明,该方法具有优良的动态性能.     

笼型异步发电机和SVG用于独立运行风电系统

提出了笼型异步发电机和静态无功发生器(SVG)构成独立运行的风力发电系统,由SVG代替电容器提供发电机励磁,避免了依靠并联电容器提供无功功率的缺点.通过实验装置验证,当输入转速发生变化时,通过SVG的调节.异步发电机输出电压基本保持在一个比较理想的范围.