基于αβ坐标系模型的双馈风力发电机参数辨识

目前双馈式风力发电机(DFIG)为国内外风力发电机的主流机型。要研究大规模风电并网对电力系统可靠性和稳定性等方面产生的影响,必须要有准确的风力发电机的模型和参数。研究了双馈风力发电机的模型参数辨识方法。首先在Matlab/Simulink环境中搭建了风力发电机并网的仿真模型,得到并网的实测数据。然后选用发电机的αβ坐标系数学模型,在对模型进行可辨识性分析的基础上得到定子自感、定转子互感的表达式。最后利用遗传算法,并采用分步辨识策略,进一步辨识出转子初相位θ0角、定子自感、定转子互感、转子互感等风力发电机参数。为研究大规模风电并网等课题提供了可靠的理论依据。     

双馈感应风力发电机的参数辨识分析

双馈感应发电机（DFIG）是当前国内外风力发电机（wTG）的主流机型。要研究大规模风电并网对电力系统的影响,必须要有准确的风力发电机和风力发电场的模型及参数。关于模型结构目前已有较多的研究成果,但是有关获取模型准确参数的研究却极少。为此,研究了双馈感应风力发电机的模型参数的辨识方法。首先通过研究各个参数的轨迹灵敏度相位...     

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.     

双馈风力发电机斜率控制特性分析

针对并网运行双馈风力发电机斜率控制系统结构及控制特性进行了分析。考察了控制系统对周边电网的影响。并进行电压骤降下的机电暂态特性动态仿真分析,姑果表明：双馈风力发电机在电压骤降下能够维持稳定的功率输出,有功功率输出减小,无功功率输出增加,但在双馈风机在运行所允许的范围内变化;同时在定转子功率交换过程中直流电压能够保持恒定值,系统稳定运行;此外,在电压骤降消失后．风机能够调节有功功率和无功功率输出,在机纽允许的功率输出范围内恢复初始运行状态;最后,双馈风机的斜率控制器应该合理进行选取,斜率过大将造成系统的低频振荡。     

双馈风力发电机与变流器的参数匹配研究

变速恒频风力发电机组,是目前风力发电机组的主流形式。对于由双馈异步发电机组成的发电机组中,双馈变流器的选择尤为重要,它关系到整个控制系统的控制性能、运行效率和整个机组的安全性能。但是,变流器参数的选择与发电机密切相关,它们之间参数的匹配至关重要,该文通过理论分析,得到了发电机与变流器在匹配中的关键问题,仿真实验证明了理论分析的正确性。     

电网故障下双馈风力发电机暂态电流分析

通过分析双馈风力发电机的暂态电气关系,推导转子暂态电流的时域表达式;并通过对比不同跌落系数下的暂态电流,分析了转子暂态电流的变化规律;并对电网三相短路故障下双馈风力发电机的暂态响应进行仿真,验证了暂态电流表达式的正确性。     

基于稳态模型双馈异步风力发电机功率特性分析

双馈异步风力发电机的优势在于其灵活的有功无功调节特性,因此对功率特性的研究是双馈异步发电机研究中一项重要内容。此项研究的意义在于：为发电机本身的电磁设计提供理论依据;为控制系统功率特性控制提供方法和思路。本文以双馈异步风力发电机“T”形等效电路为模型,分析电磁功率特性,并与传统异步发电机做比较,指出其异同;根据能量守恒原则分析有功功率和无功功率特性,提出控制思路;对双馈异步风力发电机功率特性做仿真,以验证理论分析。     

基于双馈风力发电机三相短路的参数辨识

在双馈风力发电机组中多采用矢量控制对双馈风力发电机转速进行控制,为了给矢量控制提供更精确的电机参数,提高矢量控制的效果,提出基于发电机突然三相短路的参数辨识方法.研究发现三相短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分量的变化规律由双馈风力发电机的参数、转差率及转子励磁电压决定;将短路电流波形各电流分量分离...     

基于短路电流辨识双馈感应发电机的模型参数

研究含大规模风电的电力系统的动态行为,需要准确的风电机组模型参数。发电机是风电机组的核心部件,对其准确建模至关重要。提出了基于风电机组的短路电流辨识双馈感应发电机(DFIG)模型参数的方法。分析了DFIG风电机组在端口发生三相短路情况下的电磁暂态特性,给出了短路电流的解析表达式。以含DFIG风电机组的单机无穷大系统为例仿真获得短路电流,基于轨迹灵敏度方法分析了DFIG各参数的可辨识性及辨识难易度,并基于短路电流的解析表达式进行参数辨识,根据参数辨识结果进行了误差分析。     

双馈风力发电机运行原理分析

双馈风力发电机由于其的优点,己成为并网型风力发电机的主流机型之一。从交流电机的基本理论出发,对双馈风力发电机的电磁关系进行了详细的阐述,得出了双馈风力发电机的等效电路图及相量图,分析了双馈风力发电机的能量传递关系。为以后双馈风力发电机的控制研究及设计研究打下了基础。     

双馈风电场无功功率阻尼控制策略

基于暂态能量函数分析方法,提出双馈风电场的无功功率附加阻尼控制策略。以削减区域间暂态振荡能量为目标,分析调节风电场输出无功功率能抑制电力系统低频振荡的可行性。基于常规PSS控制方法,对风电场无功功率阻尼控制的效果进行分析。为进一步提高阻尼控制效果,提出基于暂态能量函数方法的双馈风电场无功功率模糊阻尼控制策略。仿真结果表明基于模糊控制的风电场无功功率阻尼控制调节策略比常规PSS控制策略能更好抑制低频振荡。     

提高双馈感应发电机无功支撑能力的低电压穿越控制策略研究

为提高双馈感应发电机(DFIG)低电压穿越(LVRT)能力的同时满足电网无功支撑需求,对传统矢量控制策略进行改进,设计了无功协调控制模块。重点研究Crowbar切除时DFIG的低电压穿越问题,充分利用此时DFIG无功调控能力,为确保双馈风机在电网故障较严重时仍满足电网无功需求,配置静止同步补偿器(STATCOM)作为额外无功辅助设备。最后,在PSCAD/EMTDC平台搭建1.5MW并网DFIG仿真模型,在电网电压跌落时,对控制策略改进前后运行结果的分析表明,所提控制策略能更好地发挥DFIG无功支撑能力,减少STATCOM利用率,实现风电场的低电压穿越。     

基于集电系统无功灵敏度的双馈风电场无功控制策略

针对目前双馈风电场并网点电压水平低、场内集电系统网损大等典型无功控制问题,提出一种基于无功灵敏度指标的新型双馈风电场无功控制策略。在对双馈风电场无功需求及双馈风电机组无功调节能力进行分析的基础上,构建了风电场集电系统无功灵敏度指标,即集电系统网损无功灵敏度及电压无功灵敏度。该策略能够在保证最大有功出力的同时,实现如下目的:1)利用集电系统电压无功灵敏度控制双馈风电机组无功输出,以改善并网点电压水平;2)利用集电系统网损灵敏度控制双馈风电机组无功输出,实现降低集电系统网损的目的。对某实际风电场的仿真算例验证了所提控制策略的有效性。     

基于DFIG可用无功裕度的风电场无功电压控制方法

本文提出一种新型双馈风电场无功电压控制方法,旨在满足风电场并网点电压要求的同时能够减少各机组机端电压的差异,以提高机组联网运行能力。该方法考虑了风电场的有功电压特性与双馈型风机的无功调控裕度,通过实时监测风电场升压站高压侧母线电压偏差能较准确地计算风电场无功需求;建立了以降低各机组机端电压差异为目标的无功控制模型,并利用遗传算法确定各机组无功输出分配方案。仿真算例验证了该方法能有效降低各机组机端电压差异,使并网点电压满足电网运行指标。     

基于无功功率分解的DFIG与STATCOM的功率协调控制

针对风速随机变化及短路故障引起的风电场并网点电压波动问题,提出了一种基于瞬时无功功率分解的双馈风力发电机组（DFIG）与静止同步补偿器（STATCOM）的功率协调控制策略。首先,根据DFIG和STATCOM二者无功响应时间的不同,对新疆某地区风电场并网点某个典型日所需无功功率数据进行分频、重构,再通过计算进而可确定二者的容量比;利用小波包分解算法将风电场并网点实时所需无功功率调节量分频、重构为两个频段,分别作为DFIG和STATCOM的参考功率,协调二者平抑风电场无功功率波动。最后根据该地区风电场搭建了Matlab仿真控制模型,验证了所提功率协调控制策略的有效性。     

电力系统稳定器参数对电网稳定影响的研究

采用电力系统稳定器是抑制电网低频振荡的重要方法之一,其参数的合理整定是功能有效发挥的前提条件。文章采用中国电力科学研究院研制的电力系统综合仿真程序PSASP对沧东电厂3号发电机电力系统稳定器各参数对电网稳定的影响进行了仿真。仿真结果进一步明确了电力系统稳定器各参数在抑制电网低频振荡中发挥的作用,通过仿真计算不仅可以节省现场调试的时间,而且能够进一步提高现场试验的安全性。     

计及双馈机组无功辅助功能的电力系统多目标无功优化研究

双馈异步风力发电机转子侧和网侧变流器具有一定的无功调节能力,可根据所接入电网运行要求发挥其自身的无功辅助功能。本文在双馈风电机组输出有功功率最佳的前提下将风电场作为连续无功源参与到无功电压控制中,在双馈机组无功出力不确定的情况下,应用免疫遗传算法(IGA)进行求解。在此基础上,根据风电场建设需求,讨论不同装机容量的风电场以及风电场并网位置对无功优化的影响。建立了以系统有功网损和电压偏差之和最小的目标函数,通过对改进的IEEE 30节点系统分析计算,验证了该目标函数及算法的可行性。     

DFIG风电场与D-STATCOM无功协调控制研究

提出了一种利用配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）和双馈异步风电场（DFIG）对风电并网点进行无功协调控制的策略。该控制策略考虑了DFIG风电场的无功功率极限,结合D-STATCOM快速补偿的特点,将并网点的无功需求在两者之间进行合理分配,满足并网点快速、准确的无功补偿要求。仿真结果表明,由DFIG风电场和D-STATCOM组成的联合无功控制系统可以根据该控制策略在风速波动以及电压跌落时实现无功补偿,校正功率因数,并能稳定并网点电压,保证系统的稳定性。     

A Dynamic Reactive Power Control for DFIG Wind Turbines andIts Impacts on Distribution Protections

With the increasing penetration of distributed generations(DGs)into power grids,the fault ride-through ability of DG is attracting more and more attention.Recent grid codes require a DG to maintain its connection with the grid during grid faults and to play an active role in the recovery of grid voltage.This paper chooses the doublyfed induction generator(DFIG)as the typical wind turbine for study.Firstly,a dynamic reactive power control strategy is proposed to improve the fault ride-through characteristic of a DFIG.The contributions of a DFIG to the fault current under the dynamic reactive power control and the Crowbar control are analyzed and compared based on the mathematical expressions and control behaviors.The impacts of a DFIG under two control strategies on distribution protections are discussed.Studies show that although a DFIG under the dynamic reactive power control provides more fault current component than one under the Crowbar control,its impacts on distribution protections are acceptable.Finally,a 10kV distribution network with a DFIG is simulated in PowerFactory DIgSILENT.The simulation results prove the correctness of above theoretical analysis.     

双馈风电场新型无功补偿与电压控制方案

为均衡双馈感应发电机感性和容性无功调节能力,改善电压稳定性,提出双馈风电场并联无功补偿方案:在各机组机端装设电容器,其电容值为双馈感应发电机定子电感的倒数;同时在主变的低压侧装设静止无功补偿器(static varcompensator,SVC)进行集中补偿。在此基础上,设计电压协调控制方案:稳态时通过三层无功分配策略充分发挥双馈风电机组无功调节能力,减小风电场内有功损耗;电网故障时则结合送出线路纵联差动保护控制SVC的等效电纳,避免保护动作时发生电压过冲的现象,同时改变机组内部无功分配以提高双馈风电机组故障穿越能力。最后以实际算例仿真表明上述无功补偿与电压控制方案的可行性和有效性。