电网故障下交流励磁双馈风力发电机变流器建模与控制

双脉宽调制(PWM)电压型变换器作为交流励磁双馈风力发电机的励磁电源,在风力发电系统得到广泛应用.电网故障时,要求网侧变换器直流链电压波动较小和转子侧变换器能有效控制转子电流,来实现发电机的不间断运行.以双PWM变换器的数学模型为依据,在电网故障时,将网侧变换器以转子侧变换器瞬时输入电流波动为附加前馈量的双环电压控制策略,转子侧变换器考虑定子磁链暂态的定子磁链定向控制策略.仿真结果表明了所提出的联合控制方案在电网故障发生和切除时能稳定控制直流链电压和转子电流,提高了DFIG风力发电系统电网故障下的不间断运行能力.     

电网短路时交流励磁风电机组网侧变换器控制策略

电网短路故障时交流励磁用双脉宽调制(PWM)变换器应提供足够的励磁电压实现交流励磁发电机的不间断运行,要求双PWM变换器直流链电压在故障时波动较小。分析并提出一种电网短路故障时交流励磁风电机组电网侧变换器的控制策略,该方案在电压跌落时仅利用电流内环控制电网侧变换器,并于电压正常时采用带前馈的双闭环电压控制策略控制电网侧变换器。通过仿真验证了所提出的方案在电网短路故障发生和切除时稳定控制直流链电压的有效性,为故障过程发电机不脱网励磁控制奠定了基础,同时该方案也能有效保护直流侧电容及提高系统的稳定性。     

微型燃气轮机发电系统在城市电网黑启动中的运用

根据交流励磁发电机系统对励磁变频器功率双向流动及输入和输出电流谐波的要求,提出采用矩阵式交-交变频器作为励磁电源。在Saber仿真软件平台下,分别以矩阵式交-交变频器、交-直-交、交-交变频器作为励磁电源对交流励磁发电机系统进行研究,仿真了三种变频器供电时发电机定、转子电流和感应电势及变频器输入电流波形,并作相应的谐波分析。证实了矩阵式变频器输入功率因数高,输入电流波形正弦性好,对电网的谐波污染较小,将可能成为交流励磁发电机理想的励磁电源。所作的研究工作,为交流励磁发电机的励磁系统工程设计提供了一定的理论     

基于Saber的交流励磁发电机励磁电源仿真研究

根据交流励磁发电机系统对励磁变频器功率双向流动及输入和输出电流谐波的要求,提出采用矩阵式交-交变频器作为励磁电源.在Saber仿真软件平台下,分别以矩阵式交一交变频器,交-直-交-交-交变频器作为励磁电源对交流励磁发电机系统进行研究,仿真了三种变频器供电时发电机定,转子电流和感应电势及变频器输入电流波形,并作相应的谐波分析.证实了矩阵式变频器输入功率因数高,输入电流波形正弦性好,对电网的谐波污染较小,将可能成为交流励磁发电机理想的励磁电源.所作的研究工作,为交流励磁发电机的励磁系统工程设计提供了一定的理论参考依据.     

双PWM变换器励磁的交流励磁发电机励磁系统设计

分析了基于动态同步坐标轴系的交流励磁发电机双通道解耦励磁控制策略,提出了采用具有优良输入、输出特性的双脉宽调制（PWM）控制交 — 直 — 交电压型变频器作为交流励磁发电机的励磁电源。采用高速数字信号处理器TMS320F2812设计实现了双PWM变换器励磁的交流励磁发电机励磁系统实验平台。通过实验研究表明:基于动态同步坐标轴系的双通道解耦励磁控制策略能够实现交流励磁发电机有功、无功和转速的独立调节,发电机具备良好的动态响应能力;双PWM变换器具有功率双向流动、输入和输出谐波电流小、动态性能优良、功率因数可调等优点,是交流励磁发电机的理想励磁电源。     

交流励磁变速恒频发电机谐波同步消除法

目前大容量的交流励磁变速恒频水轮发电机,仍然采用晶闸管换流的交-交变频器提供励磁.由于这种交-交变频器输出电压中含有大量的谐波,导致发电机输出电压质量无法满足实际需求.本文针对采用余弦交点法控制的交-交变频器,通过对输出电压波形的基本结构进行分析,找出谐波的内在规律.并以有源滤波为基础,提出了谐波同步消除方法,与现有的各种有源滤波方法相比,其算法简单、效果明显,即使为发电机提供直流励磁时,也可以达到明显的滤波效果,从而有效提高了发电机输出的电能质量.     

交流励磁双馈风力发电机双PWM控制系统的仿真研究

在变速恒频风力发电系统追踪最大风能的过程中,双馈发电机将在同步速上下运行,这就要求交流励磁电源应有良好的输入、输出特性和能量双向流动的能力.本文在分析了其它变频器的情况下,提出了一种新型的双 PWM 变频器作为交流励磁变频器电源方案,详细地讨论了电压型双 PWM 变频器的工作原理与控制策略,并利用Matlab仿真软件对双PWM变频器件进行了仿真,研究结果表明这种变频器可以很好地满足交流励磁发电机变速恒频运行的要求.     

交流励磁发电机励磁控制系统建模与仿真

在分析交流励磁发电机原理的基础上,介绍了交流励磁发电机标么值方程和定子磁场定向的矢量控制策略,推导了基于发电机标么值方程的定子磁场定向矢量控制方程,励磁电源采用交一交变频器,建立了基于MATLAB/Simulink的交-交变频器和励磁控制系统仿真模型,进行了有功功率、无功功率调节仿真,结果证明了所建模型可实现交流励磁发电机有功功率、无功功率的解耦控制.     

变速恒频风力发电机用交流励磁电源的研究

变速恒频风力发电系统追踪最大风能过程中,双馈发电机将在同步速上下运行,这就要求交流励磁电源应有良好的输入、输出特性和能量双向流动的能力.在分析了其他变频器的局限性后,指出了双PWM变频器是交流励磁的最佳电源方案,详细地讨论了电压型双PWM变频器的工作原理与控制策略.实验结果表明,这种变频器可以很好地满足交流励磁发电机变速恒频运行的要求.     

考虑变频器特性的变速恒频双馈风力发电机组控制策略的研究与仿真

以并网型变速恒频风电机组中双馈发电机的运行特性及连接于发电机转子部分的脉宽调制(PWM)控制的电压源型交-直-交变频器的结构和机理为基础,在假设变频器采用理想开关器件,即忽略电子器件的换相重叠、损耗,并只考虑变频器直流电容充放电的动态过程而不计频率调节的动态变化过程的前提下,提出了基于定子磁场旋转坐标系统下的变速恒频风电机组电气控制部分的控制策略并设计了相应的H控制器.同时基于MATLAB软件建立了变速恒频双馈风力发电机组的仿真模型,并以渐变风和随机风模式为例,针对提出的控制策略对变速恒频双馈风力发电机组的并网运行特性进行了仿真研究,仿真结果表明了该控制策略的合理性及控制器设计的有效性,同时也说明了双馈发电机在保证有功输出的情况下能够有效地调节无功功率,保证变速恒频风电机组的稳定运行.     

永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略

永磁直驱风力发电系统中可采用全功率双脉宽调制（PWM）变换器作为永磁同步发电机（PMSG）的并网电路,当风速变化时,双PWM变换器的直流链电压会随着PMSG输出功率的改变而出现大幅度波动,这将不利于变换器功率器件的安全运行及整个发电系统的稳定运行。结合永磁直驱同步风力发电系统的运行特点,提出一种适用于永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略。系统仿真和实验结果验证了所提出的控制策略的正确性,该方案可显著提高风速变化时双PWM变换器的直流链电压的稳定性,有助于提高发电系统的安全稳定运行能力。     

变速永磁同步发电机系统稳压控制（连载之一）常见拓扑结构与控制策略

/DC变换后产生直流电源,直流母线电压的稳定性直接影响直流电能系统的稳定性和二级环节的电能质量,特别是在原动机转速变化范围较大的情况下。概述了直流电能发电机拓扑结构及其对比分析,以及基于PWM整流器的适用于变速永磁同步发电机系统直流电压的稳压控制策略。     

电网故障时永磁直驱风电机组的低电压穿越控制策略

为提高永磁直驱风电机组所并电网的运行稳定性,研究电网故障下永磁直驱风电机组的运行特性以及提高其低电压穿越运行能力,文中提出一种适用于采用双脉宽调制变换器并网的永磁直驱风电机组的低电压穿越运行控制方案。通过在电网故障时限制发电机的电磁功率来限制输入至直流侧电容和电网侧变换器的功率,通过在电网故障时采用考虑发电机功率信息的网侧变换器电流闭环控制来实现直流链电压稳定控制,从而有效实现发电系统的低电压穿越运行。系统仿真结果表明,所提出的控制方案无需增加硬件保护装置,在电网对称及非对称故障下均可有效实现永磁直驱风电机组的低电压穿越运行。     

基于全模糊控制器的交流励磁发电机励磁控制系统研究

交流励磁发电机具有超越传统同步发电机和异步发电机的优良特性，在风力发电、抽水蓄能等变速恒频发电领域有着广泛研究和应用。该文利用模糊控制技术自适应能力强、鲁棒性好等优点提出了一种不依赖于交流励磁发电机精确数学模型的励磁控制方案，建立并详细分析了交流励磁发电机的全模糊解耦励磁控制模型。设计了全模糊励磁控制器并建立了双PWM变换器励磁的交流励磁发电机实验系统。实验结果展现了该文所提的智能模糊励磁控制策略具有优良的动静态控制性能，在提高交流励磁发电系统的参数自适应能力和鲁棒性等方面具有重要的实用意义。     

双PWM变频器励磁的变速恒频风电系统

采用双PWM变频器作为双馈感应发电机(DFIG)变速恒频风力发电系统的励磁电源,分析了发电机的数学模型及系统的控制策略.网侧变换器采用电网电压定向控制策略,以保持直流电压稳定和网侧单位功率因数运行,实现能量的双向流动.转子侧变换器采用定子磁链定向控制策略,以实现最大风能捕获和定子无功功率的调节.在Matlab/Simu...     

直接驱动型风力发电系统低电压穿越控制策略

提出了直接驱动型永磁同步风力发电系统在电网故障前后的控制策略。采用基于二阶广义积分闭环电网电压跌落检测方法,可精确得出电网电压故障信号、正序分量幅值、相位角。电网电压故障信号送给变桨距执行机构,最大限度地调节桨距角,屏蔽部分输入功率,提高系统低电压穿越能力;探索直驱风电系统在电网电压跌落发生后的控制策略,并实现与正常运行模式的快速平滑切换。故障前,网侧变流器运行在单位功率因数状态,保持直流侧电压恒定;故障后运行在STATCOM模式,依据检测环节所提供的电网电压正序分量幅值和相位角来决定变流器所发无功电流的量值,为电网提供动态无功支持。基于超级电容器的双向DC/DC变换器作为直流侧保护电路,来快速维持直流侧电压稳定。     

基于PIR控制器的CSC-DPMSG-WGS低电压穿越控制

提出了一种基于比例—积分—谐振(PIR)控制器,且适用于电流源型永磁直驱风力发电系统(CSC-DPMSG-WGS)的低电压穿越运行控制方案。根据所提出的方法,电网故障时,通过机侧变换器控制来限制风力发电机的电磁功率,以实现机侧和网侧的功率平衡;网侧控制器在正序旋转坐标系下采用PIR控制器同时对正负序电流进行无差控制,以消除两倍基频的功率波动,进而稳定直流电流。仿真与实验结果表明,所提出的控制方案在电网对称及不对称故障下均可有效降低直流电流波动,并实现电流源型永磁直驱风力发电系统的低电压穿越。