风力发电中要注意的两个问题

风能是一种能量密度较低、稳定性较差的能源;在风力发电时如何充分利用风能是一个重要的研究课题。本文探讨了在风力发电时要注意的两个问题,即在风能密度比较高的区域设置风力发电机和充分利用不同风速时的风能。     

风力发电中的变速恒频技术

风力发电时希望风能利用系数能处于或接近最佳值,使用变速恒频技术能做到这一点。本文介绍风力发电系统中常用的几种变速恒频技术及一种新型的变速恒频发电系统,并对各变速恒频发电系统的特点作了简要分析。     

开关磁阻风电系统最大风能追踪控制

根据风力机的特性，探讨了追踪、捕获最大风能的方法；针对开关磁阻电机的特点，提出了开关磁阻电机变速恒频风力发电系统最大风能追踪的控制方案；详细的仿真研究验证了该控制策略的正确性和可行性。     

直接驱动型全功率变流风力发电系统

从等效电路的角度分析了两级联H桥输出五电平的工作模式.为了满足直驱型风电系统对变流器的大功率要求,采用载波相移正弦脉宽调制技术(CPS-SPWM)控制级联H桥变流器,并对比了常规CPS-SPWM调制方法和对称调制法在实现五电平输出上的差异,经仿真和试验验证:这种拓扑结构满足直驱型风力发电系统对变流器的要求,说明CPS-SPWM调制方法适用于直驱型风力系统中的大功率变流器,在提高装置功率容量的同时,可以有效地减小变流器输出谐波,调节输出波形,提高整个装置的信号传输带宽.     

国内风力发电的现状和前景

分析了我国的风能资源和风力发电的现状，探讨了在风力发电时要注意的几个问题，并对我国风力发电的发展前景提出了看法。     

转子侧采用直接功率控制的双馈风力发电系统

在研究双馈感应发电机(DFIG)数学模型的基础上,分析了对称电网条件下DFIG定子侧输出有功、无功功率的组成,对转子侧采用了一种新颖的直接功率控制(DPC)方法控制变换器的工作状态,实现对定子端输出的有功、无功功率的控制,较好地实现了二者的解耦。基于Matlab建立了DFIG风力发电系统仿真模型。仿真结果显示,所采用的方案具有快速的动态响应功能和良好的控制效果。     

变速恒频风力发电系统及其控制技术研究

为了最大限度地利用风能,风力发电系统应采用变速恒频控制策略。分析了鼠笼异步发电系统、双馈发电系统、无刷双馈发电等变速恒频风力发电系统的原理、性能及特点,通过对比各种风力发电机和各种控制方法的优缺点,对未来风力发电机和风力发电控制技术的发展趋势做了展望: 风力发电机大型化;采用变桨距和变速恒频技术;风力发电机采用直接驱动;采用智能化控制等。     

变速恒频风电机组额定风速以上恒功率控制

介绍额定风速以上，采用功率反馈控制策略，控制风力发电机组在高风速区恒功率发电。仿真结果进一步证实了控制策略的可行性，同时介绍控制的具体实现方法。     

风力机特性的直流电动机模拟及其变速恒频风力发电研究中的应用

为了能在不具备风场环境的实验室条件下对双馈异步发电机的交流励磁发电技术进行实验研究,该文提出了采用直流电动机模拟风力机工作特性的实现方案。该方法基于风力机和直流电动机在功率(转矩)特性上的相似性,采用转矩控制方案实现了风力机特性的直流电动机模拟,进而构建了整个变速恒频DFIG风力发电装置的实验系统。首次在实验室环境下实现了最大风能动态追踪、P、Q解耦控制的实验研究,验证了直流电动机模拟风力机特性的可实现性和变速恒频DFIG风力发电系统最大风能追踪控制策略的正确性。     

单周期控制在变速恒频风力发电中的应用

在几种典型的变速恒频风电系统中,抽取3种基本电路单元:Boost变换器、三相PWM整流器和三相PWM并网逆变器,分别介绍了单周期控制在3种电路单元中的应用,并对单周期控制的改进方法和硬件实现进行了讨论,为单周期控制在变速恒频风力发电系统中的进一步研究和应用提供参考.     

模糊控制在小型风电系统MPPT中的应用

根据最大功率点跟踪的基本原理及常用风力发电控制系统的特点,提出了一种基于模糊控制、具有在线参数调整的自适应占空比扰动法,该方法能迅速地感知外界的风速变化,调整发电机与负载之间的功率匹配,使风力机以最佳叶尖速比运行.通过Matlab/Simulink仿真实验表明:采用模糊控制电路,风力机的输出功率大幅提高,在风速发生突变的情况下,也能快速地找到新的最大功率点.     

风力发电的MPPT快速响应控制方法

为了提高风力发电的能量转换效率，根据风车的空气动力特性，要用到最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制方法。作者开发了一种新的MPPT控制方法，和以往的MPPT控制方法相比，主要不同之处是：(1)追踪步长根据风速的变化而变化，即变扰动MPPT控制方式；(2)为了消除逆变器死区所造成的风车功率波动影响，MPPT控制周期和发电机的转速是同步的；(3)电磁转矩对风车转速实行完全控制，即在适当的时候，给风车提供能量使其加速，使风车转速能跟踪快速变化的风速；(4)在MPPT的输出端使用低通滤波器来平滑风车转速控制的指令值。实验结果表明，本方法可以跟踪0．2Hz快速变化的风速，和传统的MPPT控制方法相比，当风速快速变动时，可以显著增加发电量，从而提高了风力发电的效率。     

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.     

变速恒频风力发电系统控制方案的分析与比较

变速恒频方式通过控制发电机的转速，能便风力机的叶尖速比接近最佳值，从而最大限度地利用风能，提高风力机的运行效率。因此，变速恒频方式正在取代恒速恒频方式。     

适于直驱型风力发电系统的大功率变流器

直驱型变速恒频风力发电系统采用低速永磁同步发电机结构,无需齿轮箱,机械损耗小,运行效率高,维护成本低.该系统须采用的大功率变流器单元可以有不同的拓扑结构,根据每种电路拓扑的特点,整个系统的控制方法都会相应地发生变化.文章对直驱型变速恒频风力发电系统基本拓扑结构进行了对比分析,着重分析了常见的中高压变频器主电路拓扑,并对大功率变流器在风力发电系统应用中的可行性进行了相关分析与探讨.     

基于Saber的风力发电系统建模及仿真分析

采用专业软件Saber,结合MAST语言的编写,搭建了直驱式变速恒频风力发电系统的主电路模型和控制电路模型,并对该模型进行了仿真分析,分析结果说明了直驱式变速恒频风力发电系统的良好运行特性.另外,建模中根据仿真时间及仿真速度的要求,基于开关周期远小于仿真时间以及输出滤波器设计较好的假设,可在一定条件下忽略电力电子系统中开关作用的影响,建立该系统的平均模型,给出数值仿真结果,其仿真结果之间的比较验证了平均模型的可行性及有效性.     

交流励磁变速恒频风力发电机的最优功率控制

研究了参考有功功率和参考无功功率的确定原则和优化计算,进而探讨了发电机的功率解耦控制原理,给出了完整的交流励磁变速恒频风力发电机最优功率控制策略。仿真研究表明,基于参考功率优化计算和矢量控制技术的最优功率控制,可以有效地追踪最大风能,降低发电机损耗,提高风电机组的运行效率和性能。     

交流励磁变速恒频风力发电系统的实验

介绍了交流励磁变速恒频风力发电系统运行的基本原理及发电机的定子磁链定向向量控制技术。构建了基于DP＋IPM的系统实验平台，进行了发电机空载运行及并网过渡过程、亚同步、同步、超同步3种状态下的变速恒频发电等工况的仿真和实验，通过对实验结果的分析验证了理论分析的正确性，为该系统的进一步深入研究建立了一定的实验基础。     

基于LabVIEW的变速恒频双馈风力发电模拟监测系统

研究基于LabVIEW的变速恒频双馈风力发电模拟监测系统中的风场模拟、电压、电流畸变时的基波分量的获取以及有功、无功功率计算几个关键问题。针对Weibull分布的地域局限性,研究了实际风速4个基本特征(即基本风速、阵风、缓慢变化风速和噪声风速)的风速数学模型,并进行了基于LabVIEW的仿真;另外,通过基于傅立叶变换的锁相方法获得同步信号,进而得到基波分量,并采用了基于瞬时功率理论的功率计算方法,它比传统功率理论更适应于功率的实时监测,该监测系统利用LabVIEW软件实现了系统的有功、无功检测,并通过实测对比验证了该算法的正确性。     

双馈感应式风力发电系统低电压运行特性研究

双馈感应发电机（DFIG）具有有功、无功功率独立调节能力及励磁变频器所需容量小等优点,在风力发电系统中得到越来越广泛的应用。但正是励磁变频器的过流能力限制使得其对电网故障非常敏感,电网故障下DFIG风电机组的控制能力受到限制。当前国外大多数风电并网标准都要求风力发电机在电网电压跌落的情况下不能从电网中解列,以便在故障后电网恢复过程中提供功率支持,避免发生后续更为严重的电网故障,这即是对风电机组低电压穿越能力的要求。为了保护变流器和对电网提供支撑,需要研制一种能够在电网故障发生时为故障电流进行旁路的设备——Crowbar电路。针对Crowbar的电流旁路装置进行了研究,说明Crowbar电路具有抑制转子浪涌电流和保护直流母线的作用,并在小功率平台上进行了试验,证明了这种设备对于提高DFIG系统的LVRT能力具有重要的作用。