10 MW变速直驱型风力发电机组的建模及Matlab仿真

构建了一个包含风速模型、功率转换模型、传动链模型等三个部分的10 MW变速直驱型风力发电机组的标么值的Matlab模型。传动链模型是基于二质量块——轴数学模型所构建的动态模型。通过标么值的转换及灵活的参数调整,该模型能较准确地模拟各种变速直驱型风力发电机组。仿真分析获取了最大功率跟踪特性曲线,并得到了风力发电机组的四个工作区。结果还能表明,电负荷电磁阻力矩能动态地调整电机转子转速,从而在低速风时能实现风能最大功率的追踪。同时,风涡轮的桨距角能控制高速风的利用率,使风涡轮机工作在额定功率下,有效地防止整个风力发电系统的机械和电负荷容量的过载冲击。作为原动力模型,该模型有助于进一步研究变速直驱风力发电系统的功率特性和并网发电控制技术。     

全功率直驱永磁风力发电机组试验台的研究

直驱型风力发电机组性能优越、运行可靠、维护简便.对采用的低速永磁电机矢量控制调速系统模拟直驱型风机的风轮运行特性进行了理论分析,提出大功率永磁同步发电机组交流传动系统仿真实际直驱永磁风力发电机组的技术方案,并设计和建立全功率直驱永磁风力发电机组的电气试验台.在试验台上对2 MW直驱永磁风力发电机组的电气系统进行了风机功率输出特性和模拟风况的运行性能的试验.     

直驱式永磁同步风力发电动态特性的研究

风力机的特性不仅包括静态特性,还包括动态特性。其中动态效应主要包含风的剪切效应(Wind Shear)及塔影效应(Tower Shadow)。在建立完整的直驱式永磁同步风力发电机组的模型基础之上,详细研究了由于风剪、塔影效应引起的转矩脉动量对直驱式永磁同步风力发电系统稳定性的影响。运用等效气动转矩的思想完善了传统风力机的模型,使其更加接近实际情况。在Matlab／Simulink中建立了永磁直驱风力发电机组（Directly Driven Wind Turbine With Permanent Magnet Synchronous Generators,D-PMSG）仿真模型,并对不同风速时机组运行情况进行了仿真。结果验证了风剪、塔影效应引起的转矩脉动频率为风力机旋转频率3倍的结论。仿真结果对于直驱式永磁同步风力发电有着更为实际的意义。     

全功率永磁直驱风电机组暂态稳定性研究

基于矢量解耦控制策略,建立了适用于电力系统暂态稳定分析的直驱风力发电机组在d-q轴坐标下暂态数学模型,其中包含了对直驱风电机组暂态性能有影响的传动链模型;搭建了发电机侧控制策略和网侧控制策略.利用MATLAB/Simulink软件搭建了包含传动链的并网型直驱风力发电机组的暂态仿真模型,对直驱风力发电机组进行暂态稳定性仿真.结果表明:当电网电压骤降时,实现了有功、无功解耦控制;当电网发生故障时,发电机转速、有功功率、无功功率和机端电压有一定的波动;直驱机组直流电压升高,因此风电机组需要对直驱风电机组电力电子元件的保护;当电网电压跌落时,直驱风电机组具有发出无功的能力,有利于故障时电网电压快速恢复,从而提高电力系统的安全和稳定性.     

基于Matlab/Simulink的永磁直驱风力发电机组建模和仿真研究

以永磁直驱风力发电机组为研究对象,建立了包括风力机、传动部分、永磁直驱发电机、矢量控制策略、最大风能捕获策略的整体数学模型;应用Matlab/Simulink工具,以建立的数学模型为基础搭建了永磁直驱风力发电机组仿真模型,并以两次阶跃风速为例对所建模型并网后运行特性进行了仿真研究。实现了永磁直驱风力发电机组的最大风能捕获和功率解耦控制,仿真结果表明,永磁直驱风力发电机组具有良好的运行特性,同时验证了所建模型的正确性和有效性。     

基于变桨距和转矩动态控制的 直驱永磁同步风力发电机功率平滑控制

风能的不确定性以及风轮机自身特性使风力发电机输出有功功率随风速变化而波动,影响风电机组输出电能质量,严重时还会影响电网运行稳定性。在分析变桨变速直驱永磁同步风力发电机运行特性的基础上,提出了在全风速范围内结合风力机变桨控制和发电机变速控制的发电机有功功率平滑控制策略。考虑到风能的随机性及直驱风能发电系统很强的非线性,设计了基于模糊理论的变桨距控制器和发电机转矩动态滑模控制器。对一台采用该控制策略的直驱永磁同步风力发电机的运行行为进行仿真研究。结果表明,提出的模糊变桨距控制能有效控制发电机转速运行范围,动态滑模控制能使发电机输出平滑的有功功率。与传统最大风能跟踪控制策略相比,所提出的控制方案能有效降低直驱永磁同步风力发电机输出有功功率的波动,控制发电机转速运行范围。     

风力发电技术及其发展趋势

风力发电技术是一种极具利用潜能的可再生能源发电技术。首先回顾了我国风力发电的情况,在此基础上分析了大型风力发电机组技术和小型风力发电技术。对于大型风力发电技术中使用的三种功率调节方式进行了探讨并且分析了保持风力发电机组输出频率恒定的变速恒频法。对小型风力发电机普遍采用的直驱式永磁结构进行了分析,最后展望了风力发电技术的发展趋势和前景。     

直驱永磁同步风力发电机控制策略的研究

与双馈交流励磁风力发电系统相比,直驱永磁同步风力发电系统具有结构简单、发电效率及运行可靠性高等优点.本文利用电力系统仿真工具PSCAD/EMTDC为基础,建立了1.5 MW直驱永磁同步风力发电系统的仿真模型;在低于额定风速下,研究了最佳叶尖速比控制策略下直驱永磁同步风力发电系统的特性,采用空间矢量调制方法实现了风力发电机最大风能跟踪的控制;网侧变换器并网实现了变速恒频和有功功率与无功功率的解耦控制;最后对仿真结果进行分析,验证了控制策略的正确性.     

改进的最大功率跟踪算法在变速风力发电系统中的应用

为最大限度地捕获风能,最大功率跟踪研究一直是风电技术行业关注的热点问题.本文从变速风力发电机组空气动力学模型入手,在最大功率跟踪算法——爬山搜索法分析的基础之上,引入模拟退火算法中概率函数的定义式,用于定义自适应步长,从而使跟踪开始时具有较好的动态特性和在跟踪结束时具有较好的稳态特性.在Matlab环境下,建立了变速风力发电系统模型,仿真分析了风速变化对输出功率的影响,改进的跟踪算法能够使输出功率最终稳定在新的工作点上,且具有较好的稳态特性和动态特性.     

风电系统在变风速条件下的并网运行仿真研究

介绍了当今国内外风力发电发展状况和风力发电机组并网后对电力系统的影响.阐述了变速风电机组并网后动态特性的重要性,同时利用仿真软件构建了基于变桨距风机并网风电场动态仿真模型,并对此风力发电系统在风速扰动情况下的运行状态进行了动态仿真.仿真结果表明,变风速使风机输出有功功率、无功功率会出现低频率不等幅震荡,会对系统电压、功...