双馈风力发电系统负载并网滑模控制

实际运行中电机参数的变化及电网电压波动等外部扰动的出现,会严重影响系统并网性能。为了实现双馈风力发电机平滑接入电网,将滑模变结构控制与矢量控制相结合,提出了一种负载并网控制策略。仿真和实验结果表明:在负载并网滑模控制下,双馈风力发电机并网时冲击电流较小,控制策略是可行的;与传统PI控制相比,本控制策略稳态误差近似为零,能有效抑制电机参数扰动及外部扰动对双馈风力发电系统的影响,具有较强的鲁棒性。     

变速恒频双馈风力发电机并网积分型变结构控制

为了实现变速恒频双馈风力发电机平滑的接入电网,将积分型变结构控制(IVSC)与磁场定向矢量控制相结合,提出了一种空载并网控制策略。控制系统包括两个采用IVSC的电流控制器和一个基于变速积分的电压偏差控制器,以增加系统在全局范围内对各种扰动的强鲁棒性和动态性能。由于IVSC控制的不连续性,会使转子侧电流产生抖振,因此在切换控制中加入了饱和函数,使系统在边界层内产生准滑模运动,以减小转子电流的抖振,降低定子电压的谐波畸变率。利用PSCAD对并网前的空载运行、并网时的过渡过程的仿真结果表明,传统的PI控制相比,该策略对各种扰动具有更好的鲁棒性。     

双馈风力发电机空载并网控制

推导了基于定子磁链定向空载并网数学模型,设计了双馈风力发电机并网控制系统,以TMS320F2812为控制器进行了发电机定子电压幅值、频率、相位、相序的有效控制.通过实验样机的并网实验,证明双馈发电机能够在不同转速下顺利、平稳地实现并网,从而验证了控制方法的正确性.     

变速恒频双馈风力发电机并网控制

变速恒频双馈风力发电机实现无冲击电流并网的关键是控制双馈电机定子电压的幅度、相位和频率与电网电压高度一致。通过建立并网前后双馈风力发电机系统的数学模型,分析了定子电压频率、幅值及相位与转子励磁电流、转子转速之间的运行规律,提出定子磁场定向转子电流闭环控制策略。实验结果表明,该控制策略能准确实现发电机柔性并网,并且完成有功功率和无功功率的解耦控制。     

滑模控制在双馈风力发电机功率解耦控制中的应用

双馈风力发电机（DFIG）并网后的功率解耦控制是实现最大风能追踪的关键。针对DFIG的功率解耦控制进行研究,将滑模控制（SMC）与比例积分（PI）控制相结合,得到一种新的双馈风力发电机功率解耦控制策略。控制系统包括PI功率控制环节和滑模电流控制环节。该策略解决了传统的双闭环串级PI控制参数很难整定的问题,同时也提高了整个系统的动态响应和鲁棒性。用PSCAD仿真软件对DFIG并网后的功率解耦控制进行相应的仿真研究,验证该控制策略的正确性。     

电网电压跌落下无刷双馈发电机低电压穿越控制

电网电压跌落的瞬间,风力发电机定子和转子产生冲击电压和冲击电流,对电网安全造成影响。为实现无刷双馈风力发电机低电压穿越,保证风电机组在电网电压跌落下不间断运行,对电网电压跌落下无刷双馈发电机定子电压和电流进行暂态分析,搭建了无刷双馈发电机在功率绕组静止坐标系下的数学模型,推导并分析了电网电压跌落瞬间其功率绕组磁链、控制绕组电压动态变化过程,并提出一种积分滑模直接功率控制与故障穿越控制相结合的控制策略,完成无刷双馈发电机低电压穿越控制。通过MATLAB/Simulink和半实物仿真试验平台进行验证,仿真和试验结果证明所推导功率绕组磁链和控制绕组电压动态变化过程的正确性及控制策略的有效性,该控制策略有效抑制了定子控制绕组侧电压和电流畸变,提高了无刷双馈发电机的低电压穿越性能。     

滑模控制在双馈风力发电机动率耦控制中的应用

双馈风力发电机(DFIG)并网后的功率解耦控制是实现最大风能追踪的关键.针对DFIG的功率解耦控制进行研究,将滑模控制(SMC)与比例积分(PI)控制相结合,得到一种新的双馈风力发电机功率解耦控制策略.控制系统包括PI功率控制环节和滑模电流控制环节.该策略解决了传统的双闭环串级PI控制参数很难整定的问题,同时也提高了整个系统的动态响应和鲁棒性.用PSCAD仿真软件对DFIG并网后的功率解耦控制进行相应的仿真研究,验证该控制策略的正确性.     

双馈风力发电空载软并网控制

通过分析交流励磁变速恒频风力发电机组运行特点,将矢量控制技术与滑模变结构控制(SMC)结合起来应用在双馈风力发电机(DFIG)空载并网控制上,得到了一种新型并网控制策略。实验结果表明:在空载并网SMC下,能提高空载定子电压电能质量,DFIG并网时冲击电流较小,控制策略是可行的。     

双馈风力发电机组并网控制策略及性能分析

为了实现双馈风力发电机组无冲击电流并网,基于电网电压定向矢量控制技术,提出了一种考虑转子电流动态调节特性的双馈风力发电机组空载并网控制策略。基于Matlab/Simulink仿真平台,建立了双馈风力发电机系统及其并网控制的数学模型,并对不同初始运行转速的双馈风力发电机组的自动并网运行特性进行了仿真。仿真实验结果证明无论初始转速为同步转速,还是超、亚同步转速,利用提出的并网控制策略,双馈风力发电机组能很好快速地建立定子电压,并网过渡过程定子电流基本没有冲击。     

双馈异步风力发电机建模与仿真研究

阐述了双馈异步风力发电机的工作原理,并建立了双馈异步发电机的数学模型;分析研究了双馈异步发电机并网前定子电压控制与并网发电后的有功无功控制原理;在STAR-90仿真支撑平台上建立仿真模型,并进行了仿真和实验,验证了双馈异步发电机模型和控制模型的正确性和有效性。     

矩阵变换器励磁的双馈型发电机软并网控制

双馈型风力发电机并网时,将不可避免对电网产生冲击电流,过大的冲击电流不仅会缩短电机的使用寿命,增加电网电压波动,甚至可能会造成并网的失败。采用矩阵变换器作为交流励磁系统,把矩阵变换器等效为虚拟整流器和虚拟逆变器,直接将电网电压的幅值和相位作为给定值,定子电压作为反馈值,简化了复杂的解耦控制,实现对矩阵变换器虚拟逆变侧的电压幅值和相位控制,使双馈型风力发电机定子电压跟随电网电压,从而减少并网时的冲击电流,实现与电网软并网。实验结果表明,并网时冲击电流较小,验证了控制策略的可行性。     

基于RTDS的DFIG系统并网控制策略研究

风力发电机控制系统空载并网控制策略直接关系到发电机并网瞬间对大电网稳定的影响,通过对双馈型异步发电机空载并网情况下网侧变流器和转子侧变流器控制策略进行了研究,分别采用定子磁链定向和定子电压定向控制策略实现了空载并网和网侧变流器控制,将发电机参数的有功分量和无功分量进行了解耦控制,同时保证功率因数的恒定.在实时数字仿真平台中搭建了双馈型风力发电系统的空载并网模型,仿真结果验证了所提出控制策略的正确性.     

双馈发电机在不平衡电压下的二阶滑模控制

针对双馈风力发电机在电网电压不平衡时运行不佳的问题,将自适应二阶滑模应用到双馈风力发电机的直接功率控制系统中。采用滑模观测器对系统因负序分量引起的不确定部分进行估计,设计自适应二阶滑模控制器,推导了控制器参数的自适应律,使控制器参数能够在线修正。同时证明了控制系统在有限时间稳定。仿真研究显示所设计风力发电系统能对有功、无功功率及其定子电流进行有效控制,削减了传统滑模中的抖振。     

双馈风力发电机并网控制研究

根据双馈风力发电系统的运行特点,基于定子磁链定向的矢量控制技术,考虑转子电流动态调节,推导了双馈电机空载并网数学模型,设计了双馈风力发电机空载并网控制系统.基于Matlab/Simulink仿真平台,对双馈风力发电机空载并网控制模型进行仿真分析及实验验证.仿真和实验结果验证了控制方法的正确性和有效性,利用所提出的并网控...     

TSMC励磁的风力发电系统空载并网控制

双级矩阵变换器(TSMC)存在中间直流环节,但不包含大容量直流环节储能电容,引入TSMC作为双馈风力发电系统的励磁电源。根据交流励磁变速恒频风力发电运行的特点,将电网电压定向的矢量控制技术应用在双馈发电机的并网控制上。根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流,使双馈风力发电机定子电压跟随电网电压,从而减少并网时的冲击电流。实验结果表明,TSMC励磁双馈风力发电系统并网冲击电流较小,控制策略可行。     

电网故障时双馈风电机组定子电压特性及影响分析

随着以双馈风力发电机为主的风力发电的大规模并网,电网故障期间并网双馈风电机组对电网的影响不断显现,使电网安全稳定运行面临着严峻挑战。为了有效评估双馈风电机组的暂态过程及其对电网的影响,需要掌握电网故障期间双馈发电机机端电压的大小及变化规律。基于双馈发电机的暂态过程,推导了稳态运行以及外部电网三相短路下双馈发电机定子电压的表达式。在此基础上,对双馈发电机定子电压的暂态特性进行了研究,明确了定子电压的影响因素,分析了电网故障时双馈风电机组对电网暂态电压分布的影响。最后通过仿真进一步分析了定子电压的变化规律并验证了推导的正确性。     

变速恒频双馈风力发电机并网控制

分析了双馈风力发电机的结构和运行特性,建立了空载并网数学模型;采用电网电压定向技术,研究了双馈电机空载并网控制策略;考虑发电机定子电压和电网电压相角差的随机性,提出了两种消除相角差的方案。用MATLAB/SIMULINK软件建立了双馈风力发电系统模型,仿真其并网过程。     

基于单神经元PID的双馈风力发电机并网控制

针对常规双馈风力发电机(DFIG)空载并网控制系统采用传统比例-积分(PI)控制器,系统响应慢,鲁棒性差的不足,将单神经元PID控制器与矢量控制相结合,提出基于定子磁链定向的空载并网控制策略。单神经元PID控制器可通过改变自身权重进行自学习、自组织,具备良好的鲁棒性和自适应性。在1.5 MW DFIG实验平台进行了实验,结果表明所述空载并网控制系统可实现柔性并网,具有良好的动态和稳态性能。     

双馈电机直流并网系统无位置传感器运行策略

为精简双馈感应发电机直流并网系统结构,在采用双变流器直流并网的基础上,进一步研究双馈电机无位置传感器控制策略。针对定子电压的非正弦性,定子侧变流器和转子侧变流器通过间接气隙磁链定向控制。为降低无位置传感器运行的参数依赖性,采用基于气隙磁链的模型参考自适应控制策略。以双馈电机数学模型为基础,采用小信号的分析方法,分析了无位置传感器策略的稳定性和对双馈电机参数变化的鲁棒性。最后构建了双馈风力发电机直流并网系统实验平台,对所提控制策略的正确性与可行性进行了实验验证。     

基于Hamilton系统的风力发电双PWM变流器控制研究

针对双馈风力发电机并网控制中转子侧功率的双向传输问题,采用三相电压型双PWM变流器通过调节占空比来实现电流控制。基于哈密顿(Hamilton)系统理论,设计耗散反馈Hamilton控制器来实现稳定控制。考虑到系统存在不确定性和外部干扰,设计模糊自适应干扰抑制器来提高系统的鲁棒性。仿真表明：采用耗散反馈Hamilton控制器和模糊自适应干扰抑制器的双PWM变流器,能够使变流器输出期望值,并且有效抑制不确定外部干扰,可以满足双馈风力发电机并网控制的要求。