浅述永磁直驱风电机组变流器的控制策略

本文主要研究直驱永磁同步风电变流器系统的控制策略,对PWM变流器的数学模型和对变流器能量传输进行分析。网侧变流器采用电网电压定向矢量控制策略,机侧变流器采用转子磁场定向id=0矢量控制策略,为研究直驱型永磁风力发电系统的核心技术建立起良好的理论基础。     

双馈风力发电系统网侧变换器控制策略研究

为了进一步提高风力发电系统的控制效果,论文对双馈风力发电系统的双PWM变流器进行了详细的分析,针对网侧变流器建立了数学模型,对网侧变流器的控制策略进行了研究,并采用电压、电流双闭环控制策略对系统中的网侧变流器进行控制。仿真结果显示,双闭环控制策略系统经过短暂的振荡之后能够快速实现状态的转变,达到预期效果。     

三相电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制

三相电压型PWM变流器在实现能量变换的同时可以消除谐波、实现单位功率因数运行,是一个多输入多输出的非线性系统。文章建立了基于开关函数的变流器数学模型,采用非线性变换以及引入变流器交直流侧的动态功率平衡两种方案相结合,得到了线性化的变流器数学模型。在线性化数学模型的基础上,提出了电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制。仿真结果表明该控制策略能较好地实现三相电压型PWM变流器有功功率和无功功率的解耦控制,具有较好的动态特性,而且网侧电流谐波含量很低。     

DFIG风电系统网侧变流器控制策略仿真研究

在研究双馈型风力发电系统中网侧变流器基本工作原理的基础上,建立DFIG并网系统网侧变流器的数学及控制系统模型。为了更好地提升并网风电系统的控制效果,采用一种基于前馈解耦控制的双闭环控制策略对网侧变流器实行控制,以提高逆变波形及直流母线电压的稳定性。通过在仿真软件Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真研究,验证控制策略的可行性及有效性。     

基于双SVPWM的直驱永磁风力发电系统运行控制

针对直驱永磁风力发电系统中发电效率低和变流器输出电流谐波大的问题,研究风力机和直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的数学模型,提出一种双空间矢量脉宽调制(SVPWM)式机侧与网侧变流器并网控制策略。为了实现最大风能捕获,机侧变流器采用转速外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略。为了保证直流电压恒定性与输出电流快速响应性,网侧变流器采用电压外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略,实现功率解耦控制和单位功率因素控制。此外,为了减小变流器输出电流的谐波,机侧与网侧均采用SVPWM调制技术。最后,在Matlab/Simulink环境下进行系统并网控制仿真和电流谐波的快速傅里叶变换(FFT)分析。仿真结果表明,文中所提的控制策略满足风力发电系统的并网控制要求,且系统的动态响应好、电流谐波含量少。     

直驱永磁风力发电机的控制策略研究

以直驱式永磁同步电机和变流器为对象,提出了电机侧变流器和电网侧变流器分开控制的控制方法。在电机侧采取基于最佳叶尖速比的最大风能跟踪可以在起动风速、额定风速和功率恒定三个区域最大限度地捕获风能。在电网侧采用直接功率控制策略,动态响应性能优异,算法本身也相对简单,实现了网侧功率因数恒定。系统基于MATLAB/Simulink软件的仿真波形和分析结果验证了所提出的控制策略的正确性。     

基于微分跟踪器与模糊PID控制风电并网变流器

直驱式永磁同步风电机组全功率并网变流器的直流侧母线电压受网侧电网电压三相不平衡扰动,在此情况下会影响直流侧电压的稳定性。故提出应用微分跟踪器与模糊PID控制电压环策略。首先分析在电网电压不平衡条件下直流母线电压波动原理。运用微分跟踪器TD合理地提取微分信号,提取的微分信号与模糊PID控制结合控制电压外环,利用控制理论计算模糊PID参数的范围。与传统控制方式相比,加入了微分环节和模糊控制抑制了直流母线电压波动。仿真结果验证了微分跟踪器与模糊PID控制策略的有效性。     

基于重复控制下的双变流器串并联补偿式UPS

分析了三相双变流器串并联补偿式UPS的运行特性、数学模型和基于同步旋转坐标系下的控制策略，同时进一步提出一种改进控制策略，即在同步旋转坐标系下采取PI加重复控制。提出的控制策略可以实现双变流器串并联补偿式UPS全部控制功能：在电源电压不是额定值且含有谐波电压、负载有谐波电流和无功电流的情况下，电源输入电流被控制为正弦波，cosφ为1，负载电压不论带线性或非线性负载均被控制为额定值正弦波。     

变速恒频双馈风力发电转子侧控制技术的研究

针对转子侧功率变化频繁和直流母线电压波动剧烈的问题,首先设计了交流励磁变速恒频双馈风力发电系统的框架结构,进而对背靠背PWM变流器的控制策略进行了研究。建立了转子侧变流器控制模型,设计了基于定子电压定向（SVO）矢量控制的变速恒频双馈风力发电系统方案,利用Matlab/Simulink构建系统模型并进行了仿真,仿真结果表明控制策略和技术的可行性,系统实现了有功功率、无功功率的解耦控制和最大风能跟踪控制。最后,构建了一台11 kW实验机组,并进行了系统稳态实验研究,验证了方案的可行性。     

串-并联补偿式UPS串联变换器研究

介绍了双变流器串-并联补偿式UPS的组成和特点,进而分析了串联变换器的工作原理及其在UPS系统中的重要作用。同时考虑了理想电压和非理想电压下串联变换器的控制策略,最后通过仿真结果的分析,验证了控制方案的可行性。     

几种双馈式变速恒频风电机组低电压穿越技术对比分析

新电网运行规则要求风力发电机组在电网故障出现电压跌落的情况下不脱网运行,并在故障切除后能尽·陕帮助电力系统恢复稳定运行,要求风电机组具有一定低电压穿越能力。由于双馈感应发电机（DFIG）励磁变换器容量有限,电网故障时会产生转子过电流和变换器直流环节过电压,须实行保护和控制。本文对国内外学术界和工程界对电网故障时双馈感应发电机的保护原理与控制策略进行了大量研究。以便具体设计时根据要求合理选择。     

An Improved Control Strategy of Limiting the DC-Link Voltage Fluctuation for a Doubly Fed Induction Wind Generator

The paper presents to develop a new control strategy of limiting the dc-link voltage fluctuation for a back-to-back pulsewidth modulation converter in a doubly fed induction generator (DFIG) for wind turbine systems. The reasons of dc-link voltage fluctuation are analyzed. An improved control strategy with the instantaneous rotor power feedback is proposed to limit the fluctuation range of the dc-link voltage. An experimental rig is set up to valid the proposed strategy, and the dynamic performances of the DFIG are compared with the traditional control method under a constant grid voltage. Furthermore, the capabilities of keeping the dc-link voltage stable are also compared in the ride-through control of DFIG during a three-phase grid fault, by using a developed 2 MW DFIG wind power system model. Both the experimental and simulation results have shown that the proposed control strategy is more effective, and the fluctuation of the dc-link voltage may be successfully limited in a small range under a constant grid voltage and a non-serious grid voltage dip.     

适用于弱互联电网的光伏逆变器LVRT控制策略研究

目前,光伏装机在电网中占比越来越高,并网光伏逆变器也有严格的低电压穿越要求。现行低电压穿越标准要求逆变器在低电压穿越期间按照曲线给予电网足够的无功电流支撑,但是没有对期间的有功电流响应做出明确要求。弱互联区域电网稳定不仅和无功电流相关,也在很大程度上和有功电流相关,同时低电压穿越期间有功缺额对频率也有较大影响。文章分析了电网电压不平衡时锁相环控制方法,并提出了一种基于解耦双同步坐标系锁相环的低电压穿越期间有功电流无功电流协调控制策略,搭建了基于F28335+CPLD的硬件控制平台,并最终在硬件在环仿真平台中验证了控制策略的有效性。     

电能质量多目标检测策略的应用

根据多目标检测策略,研究开发了大容量的改善电能质量变流器。变流器以TMS320F28335 DSP为控制系统核心,控制算法采用了多目标检测策略。通过在大功率装置上的试验,验证了该检测策略的有效性。该多目标检测策略也大大简化了对多目标电能质量治理装置控制系统的设计,具有很强的实用性。     

基于MATLAB的光伏离网系统仿真研究

介绍了单相光伏离网发电控制仿真系统,采用DC/DC和DC/AC两级拓扑结构对光伏离网系统进行了研究和设计。研究光伏组件、输入滤波电容和离网逆变器之间的耦合关系,通过双闭环控制策略,实现直流母线电压稳定以及逆变器稳定输出。在MATLAB仿真环境下,对所设计的光伏离网系统进行了仿真,仿真结果表明该方案和控制策略的正确性。     

基于PSCAD的双馈风力发电机组低电压穿越的研究

针对双馈风力发电机组低电压穿越问题,研究了电网电压严重跌落情况下转子Crowbar电路、转子Crowbar和直流侧卸荷电路组成的组合保护电路的控制策略。基于PSCAD建立了双馈风力发电机组低电压穿越的仿真模型,验证了组合保护电路控制策略能够很好地抑制转子侧电流和直流侧电压的上升,实现低电压穿越。     

单相光伏逆变器的改进型并网控制方法

单相光伏并网逆变器通常采用双闭环控制和电网电压前馈控制的策略,其中双闭环的外电压环为采用PI恒压控制逆变前直流侧电压,分析比较了准比例谐振调节和PI调节两种电流内环的输出外特性,通过对电流内环采用准比例谐振控制的控制系统进行分析建模,建立了逆变器的单相并网仿真模型。仿真结果显示电流内环采用准比例谐振控制能实现并网电流的无静态误差控制,并减小电网频率偏移对并网电流的影响。仿真及实验得到的输出正弦电流波形良好,基于该并网控制策略的光伏逆变器能以高功率因数向电网发电,动态响应快、鲁棒性强、跟踪精度高、并网电流的THD明显优于传统方法,从而验证了改进后模型的可行性和实用性。     

基于ARM的智能数字开关电源设计

设计了基于ARM7的智能化、数字化可调开关直流电源系统,对电源主电路实现了全数字控制。分析了组成系统的各类芯片的性能特点及工作原理,重点阐述数字电源系统的电路设计,ARM控制系统及其实现功能。电源系统采用BUCK变换器进行降压和调压,推挽式直流变换器进行升压,SC344BOX的ARM7芯片作为系统的控制核心。输出电压连续可调、纹波系数低于0．5％、输出电压稳定度小于0．3％,具有很好的应用价值。     

双馈风电机组低电压穿越问题研究

本文介绍了储能Crowbar和电网电压跌落时的无功需求,在此基础上本文提出了一种新的网侧变流器故障时无功控制策略,仿真验证了控制策略的有效性。接着提出了双馈电机风力发电系统低电压穿越的控制逻辑,在双馈电机风力发电系统仿真平台上运用Matlab/simulink,采用储能Crowbar和故障时无功控制策略以及叶尖速比控制等策略实现了双馈电机风力发电系统的低电压穿越。     

浅谈分层模型预测控制的风电场电压协调控制策略

随着风电并网技术的日益成熟,风电机组装机容量日益扩大,因此对大型风电场接入系统后的安全稳定问题也日益凸出。我国风电发展呈现弱电网和集群式发展特点,继而需要有效解决风电场电压无功率问题。为了有效解决上述问题,本文将提出分层模型预测控制的风电场电压协调控制策略。