永磁直驱风电系统网侧变流器控制策略研究

介绍了永磁直驱风力发电系统网侧变流器的基本结构和工作原理。在建立了网侧变流器数学模型的基础上采用前馈解耦双闭环控制策略进行控制。实现了直流母线电压的稳定及有无功功率的解耦控制。针对传统PI控制器在跟踪和抗扰性能上无法同时达到最优的问题,提出一种基于二自由度PID控制的永磁直驱风力发电系统网侧变流器控制策略。并对二自由度PID控制器进行了化简得到一种简化的二自由度PID控制器。最后在Matlab/Simulink环境下对电网三相平衡状态、单相电压跌落状态及三相电压跌落状态的仿真实验验证了改进控制策略的有效性和正确性。     

双馈风电变流器低电压穿越下Crowbar电阻的优化设计

随着风电场大规模接入电网,新的并网规范要求风力发电机组必须具有低电压穿越能力.双馈型异步发电机(DFIG)采用转子侧并联Crowbar电阻的方式限制电压跌落时转子产生的过电流,从而实现DFIG的低电压穿越运行.文章在推导了电网电压跌落下DFIG定转子电流数学模型的基础上,分析了Crowbar电阻对DFIG运行性能的影响...     

永磁直驱风力发电系统机侧控制策略研究

最大功率跟踪一直是风力发电控制策略研究的热点和难点,本文首先介绍永磁直驱风力发电系统背靠背变流器的基本拓扑结构,然后在建立双Y移30°六相永磁同步发电机数学模型的基础上,基于id=0的转子磁场定向,设计了转速外环电流内环的双闭环控制器。通过监测风速变化实时调整电机转速,以达到最大风能捕获的目的。实验结果进一步验证了该控制策略的正确性与可行性。     

直驱式永磁同步风电机组最大功率跟踪控制策略的研究

直驱永磁同步发电机具有直接驱动、结构简单、效率较高等优点,因而成为目前兆瓦级风电机组的主流机型之一,且市场份额有逐步扩大的趋势。以直驱式永磁风力发电系统为主要研究对象,在直驱永磁同步风力发电机(DDPMG)的运行特性基本原理基础上,建立包括风力机、直驱式永磁同步发电机及机侧变换器在内的整个系统的数学模型。应用定子磁链定向的方法,对系统进行矢量控制策略的研究,运用Matlab/Simulink建立了直驱永磁同步发电系统仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真,结果验证了所建模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。     

离网型风电系统混合储能装置控制策略研究

离网型风电系统中引入混合储能装置,能显著提高系统运行稳定性.考虑到蓄电池与超级电容功能上的互补特性,提出了模糊控制与非线性死区特性相结合的方式.利用模糊控制对死区特性的控制参数进行合理的选取,达到优化蓄电池与超级电容充放电过程的目的.基于Matlab/Simiulink平台搭建风电混合储能系统并进行相应仿真,对比使用模糊控制与否时的功率分配效果,得出了上述控制策略对蓄电池在电量充足和电量不足时的充放电有较为合理的控制,延长了储能系统的使用寿命.     

直驱式风力发电系统低电压穿越技术仿真研究

给出了永磁直驱式风力发电系统的拓扑结构,分析了直流卸荷电路的工作原理和拓扑结构,建立了永磁风力发电系统模型,运用Matlab/Simulink平台搭建了基于直流卸荷电路的永磁直驱风力发电系统低电压穿越技术仿真模型。仿真结果验证了系统的可行性和电网电压跌落时系统良好的穿越性能。该系统为进一步的产品实现打下了基础。     

直驱式风电系统中变流器拓扑对比分析

针对直驱式风电系统变流器的拓扑结构进行研究.对常用的拓扑进行了分析和说明.对不控整流后接电流源型和电压源型逆变器、DC/DC变换再接逆变器,以及背靠背双PWM变换器等各种变流器结构的工作原理、应用和优缺点进行了介绍和对比,并针对风电机组对大功率变流器的需求,对大功率变流器的特性和应用进行了相关分析与探讨.     

兆瓦级直驱型风力风电变流系统的设计

在综合比较当前适合直驱型风力发电机组的各种变流电路的基础上,提出了一种兆瓦级直驱型风力发电变流系统的设计结构,即采用不控整流+升压斩波+SPWM逆变的变流器将电机发出的电能转换为可接人电网的恒频恒压的交流电;详细介绍了直驱型风力风电系统的组成结构及其变流系统的控制原理,给出了一种在考虑现有开关器件功率水平的情况下符合大功率直驱并网型风力发电机组要求的变流电路拓扑结构,并给出了相应的主要部分的具体应用电路。     

直驱风力发电并网变流器的控制策略研究

针对电网电压定向方法易受电网电压畸变的影响,采用虚拟电网磁链获取电网电压角度,省去了电网电压传感器.同时采用一种固定开关频率的直接功率控制方法,实现有功功率和无功功率的单独调节,简单易行.最后在Matlab/Simulink平台上搭建了网侧仿真模型.仿真结果表明,该控制方法可实现有功功率、无功功率的动态解耦以及单位功率因数运行,达到了对系统的控制目标.     

永磁直驱风电机组的建模与仿真

针对永磁直驱风力发电机组建立了包括风力机、传动系统、永磁同步发电机、变流器各部分的数学模型;根据最大风能跟踪原理,提出了发电机侧和电网侧变流器的控制策略;在Matlab/Simulink仿真环境下建立了永磁直驱风电机组的仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真。仿真结果验证了所提出控制策略的正确性和模型的合理性。     

基于CAN总线的兆瓦级直驱风电机组控制系统

针对兆瓦级直驱风力发电系统在控制系统中需要变流器并联的情况,设计了一种基于CAN总线的兆瓦级直驱式风力发电系统,实现了控制系统中并联变流器的实时通信和同步控制.同时给出了一种基于TJA1040的CAN总线接口设计流程,详细说明了机侧和网侧变流器的通信协议及软件实现方法.在直流机模拟风机的实验平台中得到验证和应用.     

分频风电系统的控制策略研究

针对高压交流输电系统输电距离不足和高压直流输电系统投入成本过高的问题,提出了一种基于模块化多电平矩阵变换器(M3C)的分频输电(FFTS)系统。在不升高电压等级的条件下,通过降低远距离输电线路中交流电的频率来减小输电的电气距离,从而提高输电功率,实现交流电远距离输电的目的。M3C是一种新型的电力电子变换器,具有可以在高压、大功率和低频条件下稳定运行的特点。提出了一种基于改进电压空间矢量法的M3C控制策略。采用H桥臂两端的电压代替输出端的有功功率,进行脉冲宽度调制PWM控制。根据直驱式风力发电机的最大功率跟踪原理和分频输电系统的频率特性,提出了一种分频输电系统的低频侧频率控制策略,即在追求最大功率的同时,保证输出频率控制在10~20 Hz。最后采用MATLAB/Simulink进行仿真,验证了这两种控制策略的有效性。     

直驱式风电机组并网动态性能研究

提出发电机侧整流器采用直接电流控制方式,用以稳定直流侧电压、使发电机侧高功率因数运行,减小发电机损耗;电网侧逆变器对有功、无功功率解耦控制,使风机运行在最大功率点,保证系统以单位功率因数并网,减少并网电流谐波,提高并网电能质量。与传统的控制方式相比,该控制方式具有控制结构简单,发电机侧功率因数高,动态响应快等优点。     

直驱式风电机组发电机转子支架强度分析

为实现某直驱式风电机组发电机转子支架的强度设计要求,应用有限元软件和疲劳分析软件,研究有限元方法在极限强度和疲劳强度分析中的应用.基于HyperMesh建立直驱式发电机有限元模型,采用MSC Nastran计算分析转子支架的极限强度.在极限强度不满足强度设计要求的情况下,对转子支架的结构进行优化.基于疲劳分析软件,计算分析转子支架的疲劳损伤.最终得到优化后的转子支架设计满足强度设计要求.     

基于二自由度的直驱永磁同步风电机组机侧PWM控制

本文针对直驱永磁同步风力发电机 （D-PMSG） 机侧控制系统对性能指标跟踪性和抗扰性都有较高要求的特点,在介绍直驱永磁发电机 d,q 轴数学模型和矢量控制基础上,提出采用目标值滤波器型二自由度 PID 控制器来实现跟踪性能和抗扰性能的 双优控制,仿真实验证明了这种方法的可行性。     

光储并网发电系统低电压穿越控制策略

根据电网故障条件下的新能源并网发电系统的低电压穿越的要求,以抑制负序电流为控制目标建立αβ坐标系下的两级式光储并网发电系统的控制模型.前级光伏系统采用基于电压分层的变功率轨迹跟踪控制策略,保证电压跌落期间直流母线电压和光伏系统输出功率的稳定.后级并网逆变器采用基于电压前馈的准比例谐振双环控制策略,实现频率偏移条件下控制系统的稳定,增强系统抗扰动能力.故障期间采用无功优先的控制策略来支撑电网电压的恢复,通过改进的锁相环模块进行复杂工况下电网电压信号的同步,根据跌落深度的不同来控制逆变器发出无功功率的大小.在Matlab/Simulink中搭建不对称的故障工况下的光伏并网发电系统的仿真模型并进行测试,验证了所提方法的有效性.     

基于我国风电风力储能的应用研究

随着社会的不断进步,对电力的需求也在不断增加。经过多年的发展,我国在电力领域取得了国际领先优势,可以为公众提供更加安全稳定的电能。经过几十年的技术积累,风能储能发电逐渐出现在人们面前,它可以以较低的成本生产出更高质量的电能,并大大减少对环境的破坏。风力发电是一种清洁的可再生能源,与风能储能技术相结合可以在实际应用中发挥更大的作用。阐述了风能储能技术的原理和特点,阐述了风能储能技术在风力发电中的应用及发展趋势。     

直驱永磁同步风电机组的PID控制器设计与仿真

该文以10 k W的直驱永磁同步风力发电机(PMSG)为具体对象,对直驱永磁同步风力发电机组进行建模及仿真研究,在Matlab/Simuliuk平台上建立永磁同步风力发电机组各个子系统的数学模型。在发电环节整体动态仿真模型的基础上,采用变转速变桨距角的控制策略,针对变桨距控制系统设计了PID控制器,并调节PID参数,较好地实现控制器的性能。     

基于储能系统的低压配电网三相不平衡治理方法研究

针对低压配电网的负荷过重且分配不均导致低压配电侧三相不平衡现象恶化的问题,提出了一种考虑储能调节与换相开关协调运行的低压配电网三相不平衡治理方法。在传统换相开关方法的基础上增加储能系统对三相负荷进行削峰填谷。考虑三相不平衡度、换相开关动作次数以及运行成本最小,建立了储能调节与换相开关多时段协调控制模型,利用CPLEX算法包求出全局最优解,并建立考虑储能的换相开关控制策略。仿真结果表明,所提治理方法能有效改善负荷接入不均导致的三相不平衡现象,延长了换相开关使用寿命,保持了系统稳定运行,为三相不平衡治理提供了一种新的可能性。     

面向直驱风力发电系统的控制算法优化设计

针对直驱风力发电机组的功率输出不稳定、频率波动超出安全范围问题,该文提出了一种基于深度学习网络预测控制的直驱风力发电系统控制策略。以直驱风力发电系统的频率误差和输出功率为优化目标函数,并将系统的频率变化及风力发电机的转矩限制作为约束条件,利用时间卷积神经网络（TCN）与门控循环单元（GRU）构建预测模型。可行性验证结果表明,在低风速及高风速下有功功率输出的标准差分别为0.04 MW及0.05MW,轴转矩标准差分别为0.01 MNm与0.05 MNm,推力标准差分别为0.04 MN和0.05 MN,证明了该策略可有效降低直驱风力发电系统输出功率的频率波动。