内模控制的并网型双馈电机风力发电系统

交流励磁双馈式风电系统已成为变速恒频风力发电的主流。为提高存在较大扰动时系统的性能,在推导了发电机惯例下双馈电机的动态数学模型后提出用S函数描述双馈电机的数学模型,开发了基于状态方程的双馈电机空载运行和发电运行的子系统模型,设计了用内模控制策略实现转子电流内环和转速外环的控制,并通过基于定子磁链定向的解耦控制实现了有功和无功功率的解耦,然后在Matlab/Simulink环境下建立了完备的并网运行变速恒频双馈风力发电系统模型。针对850kW系统在转速变化和大电网扰动下的响应特性进行的仿真研究结果显示,提出的双馈式风电系统模型具有较好的控制性能和较快的动态响应速度。     

基于α阶逆系统的双馈电机解耦控制

文中应用逆系统解耦控制方法,对双馈电机这一多变量、非线性、强耦合的控制对象进行动态解耦控制研究。通过对其双馈电机的数学模型的分析,建立了状态方程。使用解析逆系统方法对系统进行了线性化解耦控制分析,推导出基于仅阶逆系统方法的动态解耦控制算法,并进行了仿真研究。仿真结果表明该控制策略能够实现双馈电机转速和无功功率的动态解耦,系统具有良好的动、静态性能。     

双馈风力发电机的无速度传感器控制

变速恒频风电系统中,速度传感器的使用降低了双馈发电系统的可靠性。提出一种基于自适应降阶观测器的速度辨识方案。采用李亚普诺夫稳定性理论,经过严格推导得出了速度辨识自适应律,对双馈电机转速进行在线辨识;利用极点配置得到观测器的增益。以自适应降阶观测器和矢量控制方案设计了无速度传感器双馈风力发电机矢量控制系统。仿真结果表明自适应降阶观测器具有良好的动、静态性能;能够准确获取双馈电机转速与角度信息,响应速度快。     

基于PSCAD的双馈式风力发电系统柔性并网研究

双馈式风电机组已成为风电领域应用最为广泛的一种主流机型。推导了双馈电机在发电机惯例下的动态数学模型,用内模控制实现双馈电机转子电流内环和转速外环的控制,提出了基于内模控制的柔性并网运行控制策略,应用PSCAD／EMTDC建立了完备的2MW并网运行双馈式风力发电系统仿真模型,对风速突变时系统柔性并网响应特性进行了细致的仿...     

并网型双馈电机风力发电系统建模与仿真

双馈电机已成为变速恒频风力发电系统的主流电机.文中介绍了交流励磁变速恒频双馈电机运行的基本原理,推导了风力机模型和交流励磁双馈电机动态数学模型.交流励磁变速恒频双馈电机风力发电系统空载运行和发电运行由于涉及并网时刻状态转移导致建模复杂,故提出用S函数描述双馈电机的数学模型,结合MATLAB中Simulink环境建立完备的系统仿真模型.由仿真结果可看出,所提系统实现了最大风能追踪控制,且动态响应快,双馈电机可运行于不同转差频率下亚同步和超同步状态,同时稳态时转子侧和定子侧注入电网谐波基本为零.     

磁障转子无刷双馈电机的异步双馈调速特性研究

基于无刷双馈电机的磁场调制机理,阐述无刷双馈电机异步双馈运行的工作原理。根据场路耦合法,通过调节控制绕组外接电阻值,对磁障转子无刷双馈电机的异步双馈运行进行仿真与实验研究。仿真和实验结果表明,磁障转子无刷双馈电机的转速在异步双馈运行下仍满足对无刷双馈电机的性能要求。     

无刷双馈电机功率流向分析

无刷双馈电机作为一种新型交流调速电机,其结构与运行特性具有特殊性。在介绍无刷双馈电机稳定运行机理的基础上,分析了无刷双馈电机功率与损耗关系;并在考虑无刷双馈电机运行特殊性的基础上,采用类似与同步电机功角关系,分析了不同转速范围电动发电运行时的功率传递关系,为无刷双馈电机的电机设计、变频器容量选择及其他研究提供参考。     

深槽式凸极转子无刷双馈电机的动态特性研究

通过深槽加工优化改进传统的普通凸极转子结构,得到了深槽式凸极转子无刷双馈电机。对普通凸极转子和深槽式凸极转子无刷双馈电机的动态特性进行了仿真,得到了从单馈异步运行方式牵入到同步、亚同步和超同步运行方式的过渡过程以及从空载到负载运行的转速和转矩波形。经过优化前后对比分析,验证了深槽式凸极转子无刷双馈电机设计的合理性。     

无刷双馈电机控制策略的研究

为扩大无刷双馈电机的稳定运行范围,本文提出利用电机的瞬态模型研究电压跟踪频率的关系,并根据电机的稳态模型以电机性能最佳为条件优化计算出控制电压与频率的单值关系.并与电压频率比恒定控制作了比较,结果表明采用本文提出的方法能有效地扩大电机的转速运行范围和获得良好的运行性能.本文提出的无刷双馈电机控制策略,为系统地进行无刷双馈电机电气传动系统和变速恒频风力发电系统的设计与控制奠定了基础.     

基于工业PC的无刷双馈电机监控系统设计

无刷双馈电机监控实时数据采集包括主副绕组电压、电流、频率、功率因素和转速等物理量.讨论了一种在Windows环境下,基于Visual C 的无刷双馈电机监控模块的设计方法,阐述了各物理量硬件检测电路和软件实现方法,并给出系统最终运行测试结果.     

无刷双馈电机控制策略的研究

为扩大无刷双馈电机的稳定运行范围，本文提出利用电机的瞬态模型研究电压跟踪频率的关系，并根据电机的稳态模型以电机性能最佳为条件优化计算出控制电压与频率的单值关系。并与电压频率比恒定控制作了比较，结果表明采用本文提出的方法能有效地扩大电机的转速运行范围和获得良好的运行性能。本文提出的无刷双馈电机控制策略，为系统地进行无刷双馈电机电气传动系统和变速恒频风力发电系统的设计与控制奠定了基础。     

风力发电机组动态特性建模及其速度-功率双环控制策略仿真

对风力发电机组常用的双馈电机及其矢量控制进行了建模仿真,分析了双馈电机的动态特性和矢量控制的调节性能,在此基础上针对实际风力发电机控制要求,提出了一种速度-功率双环控制策略,并配合相应模型进行了仿真。仿真结果表明,该控制策略能很好地实现风能最大利用,使电机转速运行在最优值。     

深槽式凸极转子无刷双馈电机的动态特性研究

通过加工深槽优化改进传统的普通凸极转子结构,得到了深槽式凸极转子无刷双馈电机,对普通凸极转子和深槽式凸极转子无刷双馈电机的动态特性进行了仿真,得到了从单馈异步运行方式牵入到同步、亚同步和超同步运行方式的过渡过程以及从空载到负载运行的转速和转矩波形,经过对比分析,验证了深槽式凸极转子无刷双馈电机设计的合理性。     

双馈电机风电场无功功率分析及控制策略

提出一种双馈电机风力发电系统无功极限的计算方法，该方法以双馈电机风电系统的功率关系为基础，考虑了网侧变换器在其功率允许范围内的无功发生能力，系统动态无功极限为定子与网侧变换器的无功极限之和。对双馈电机风电场在强电网无功调节中的应用进行了探讨，提出双馈电机风电场对当地用户进行就近无功补偿的策略，并给出相应的无功分配策略，包括风电场各风机之间以及单台风电机组定子和网侧变换器之间的无功分配原则。双馈电机风电场在实现变速恒频优化运行的同时，充分发挥了风电机组和整个风电场的无功处理能力，使其参与所连电网的无功调节。     

同步坐标下无刷双馈电机无源性控制

针对无刷双馈电机非线性PID控制方案中转速和负载转矩动态响应性能差,负载突变时易引起振荡等问题,提出无源性控制策略。根据无刷双馈电机同步速旋转坐标系下的电压、磁链和转矩方程,建立电机的欧拉-拉格朗日模型;从能量角度分析电机电气子系统与机械子系统的无源性,设计电机的转矩控制器和转速控制器。为改善系统动态响应,降低其对参数变化的灵敏度,通过在控制器中加入非线性阻尼,实现系统的快速收敛。基于MATLAB/Simulink环境搭建了无刷双馈电机无源性控制的仿真模型,仿真结果表明,无源性控制策略可快速跟踪给定转速,动态响应性能好,全局稳定、鲁棒性好。     

并网型无刷双馈风力发电机组的建模及仿真

建立了无刷双馈电机的数学模型和仿真模型,引入了并网型无刷双馈电机发电系统,同时建立了风力发电系统中矩阵变换器的仿真实验模型,在Matlab/Simulink中分别对并网型无刷双馈发电系统零初始状态启动到稳态运行状态、风速变化、浆距角变化、无刷双馈电机参数变化等情况进行了动态仿真。仿真结果表明并网型无刷双馈发电机模型和运行特性的正确性,为并网型无刷双馈风力发电机组的进一步应用研究提供了可靠的依据。     

无刷双馈电机运行特性的研究与仿真

在系统研究国内外有关文献的基础上,介绍了无刷双馈电机的三种运行方式.在d-q坐标系数学模型的基础上,搭建了无刷双馈电机的Matlab/Simulink动态仿真模型,并利用该仿真模型对各运行方式下的动态特性进行了仿真.这为以后对该类电机进一步的研究奠定了一定的理论基础.     

双馈电机功率因数控制技术研究

根据定子磁场定向控制矢量原理建立了双馈电动机功率因数控制模型,对双馈电机功率因数控制技术进行了理论分析,推导出功率因数与转子电压和电机参数之间的关系式以及功率因数控制特性.并以DSP为控制核心研制了双馈电动机闭环控制实验系统.理论分析和实验表明,所提出的双馈电动机功牢因数控制技术是可性的,当双馈电动机的输出功率或转速发生变化时,通过调节转子励磁电压的幅值或相位可以控制双馈电动机的功率因数,从而提高系统运行效率和稳定性,节约电能.     

双馈式抽水蓄能机组零速自起动控制技术

针对传统抽水蓄能系统所采用的同步水轮机组效率低、转速适应能力弱的情况,设计了一种基于双馈方式的抽水蓄能系统。通过分析双馈电机数学模型,采用基于定子磁链定向的矢量控制方法,提出基于转子侧变流器的双馈电机零速自起动控制策略,对机组的零速起动及同步并网过渡过程进行了仿真和实验研究。仿真实验结果表明,该系统在由零速起动至同步并网的整个过程,转速变化平稳,定、转子电流波动小,且控制简单,运行可靠,有较高的实用价值。     

基于拟序阻抗的海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识

海上风电机组运行环境恶劣,早期故障信号微弱可能导致故障迅速恶化、引起修护困难,该文提出以拟序阻抗为故障特征量的海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障的辨识方法。首先构建精确、通用的双馈电机(doubly-fed induction generator,DFIG)定子绕组匝间短路故障模型,推导演绎故障状态下各序分量的表达式;然后计及工程上各种非理想运行工况的影响,得到由于故障引起的拟序阻抗表达式。仿真和实验分析结果表明,拟序阻抗对双馈电机定子绕组匝间短路的早期故障辨识具有高灵敏性与高可靠性,为海上双馈电机故障的精确辨识提供技术支撑。