基于转速动态估计器的无速度传感器感应电机矢量控制系统研究

介绍了一种直接转子磁场定向无速度传感器的感应电机矢量控制系统。该系统使用定转子自适应磁通观测器和转速动态估计器来估算转子磁通和转速 ,有三个PI控制器分别控制转速、转矩和磁通的电流分量 ,输出电压空间矢量控制电机。仿真结果表明 ,该系统具有较好观测精度和鲁棒性 ,动态和稳态性能也较好     

基于改进均压算法的模块化多电平变流器开关频率分析

以一种优化的最大电压偏差均压方法为基础,推导出模块化多电平变流器(MMC)平均开关频率的解析表达式,并分析了影响MMC开关频率的因素,对MMC损耗计算和散热设计具有一定的指导意义。在Matlab/Simulink平台上建立46电平的单相MMC模型,并进行仿真,最后搭建了9电平单相MMC实验样机,实验结果验证了所得结论的正确性。     

DC/DC并网变流器在海上风力发电中的研究

为了解决大功率海上风电机直接接入高压直流汇流电网时输出电压低及容量不够的问题,基于一种输入并联、输出串联的模块化DC/DC直流并网变流器,提出一种主从式输入电压稳压和各子模块输出均压控制策略。首先分析该变流器的拓扑结构及工作原理,并建立DC/DC子模块数学模型。然后采用一种DC/DC变流器输入电压和各个子模块输出电压解耦的双闭环控制策略。最后在Matlab仿真平台下搭建了一台功率2 MW的永磁同步发电机(PMSG)仿真平台,仿真结果验证了该方法的可行性与可靠性,且该系统具有很好的稳定性与承受能力。     

基于Z源逆变器的永磁直驱风电系统不对称故障穿越策略

基于Z源逆变器的永磁直驱风力发电机组在不对称电网故障下运行时,将导致并网电流含负序分量,Z源网络电容电压泵升并含有二倍工频纹波等问题。由于系统机侧采用三相不可控整流,无法解决Z源网络电容中二倍频对发电机转矩脉动的影响,本文采用储能型Crowbar方案,通过对故障时系统功率流动的分析,提出一种基于Z源逆变器的永磁直驱风电系统不对称故障穿越策略,采用比例谐振控制器使流入储能装置的功率无静差跟踪发电机输出功率和Z源逆变器输出功率之差,不仅限制了故障时Z源网络电容电压的泵升,还消除了Z源网络电容上的二倍工频纹波。此外,通过在正负序同步坐标变换下电网正负序电压分别定向的方法,抑制了并网电流的负序分量。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于定子全浸式及绕组内冷式的蒸发冷却永磁直驱风力发电机优化设计研究

为了充分发挥蒸发冷却技术在风力发电领域中高效的散热性能以及免维护的自循环特性，本文基于发电机定子全浸泡以及绕组空心导线内冷的两种散热形式，对一系列不同功率等级下的直驱式永磁风力发电机进行了优化设计研究，并对不同冷却技术路线下的电机优化设计方案进行了对比和分析。本文首先分析了不同技术路线下不同蒸发冷却系统各自所具有的特点及优势；之后基于电磁场和传热学理论建立了发电机电磁参数及温度场的分析计算模型，并基于冷却系统的结构布局分析了不同技术路线下发电机定子的传热特性；最后基于发电机电磁场和温度场的耦合分析建立了风力发电机的优化设计模型，通过多目标遗传优化算法，对2MW、5MW和10MW三种不同功率等级下的直驱式永磁风力发电机进行了以材料和成本为目标的电机系统优化设计。优化结果及对比分析表明，针对兆瓦级直驱式风力发电机而言，采用空心导线内冷式技术更具有设计成本和冷却性能上的优势，本文中的优化方法和策略可以为蒸发冷却永磁直驱式风力发电机的优化设计提供理论依据和设计基础。     

基于动态调节的MMC故障子模块替换策略

为了更加高效和快速替换模块化多电平换流器的故障子模块,提出一种基于动态调节的冗余子模块投入策略。利用冗余子模块进行了电压补偿,同时在每个控制周期内对替换子模块的导通时间进行了限幅控制,有效地避免了替换子模块投入充电过程中系统直流侧电压偏离正常值问题和直流侧由于替换子模块投入产生的较大有功电流冲击问题。仿真表明,该策略能极大地抑制冗余模块投入带来的交流输出侧电压波动,并有效抑制直流侧有功电流的冲击。     

串并联型风电场机组的过电压协调控制

同一串联簇中机组运行于不同风速时,采用传统的最大功率追踪控制存在过电压、过调制问题。针对该问题,提出一种适用于串并联型风电场机组的过电压协调最大功率追踪控制策略。通过设定合理的直流母线上限值Umax,结合功率-电压协调控制调节处于高风速机组输出的功率,使任何状态下机组直流母线电压都被钳制在安全范围内。最后,在Matlab/Simulink搭建控制算法仿真模型,对传统过电压控制方法与本文所提策略的仿真结果进行对比分析,结果证明了所提出策略的可靠性和实用性。     

单电阻采样的永磁同步电动机相电流重构策略

为了减少变频器的成本,提出一种利用单电阻采样三相逆变器母线电流来重构永磁电机相电流的策略。将电流重构盲区划分成3个区域:低调制不可观测区、中调制不可观测区和高调制不可观测区。在低调制不可观测和中调制不可观测区采用插入测量脉冲的方法,在高调制不可观测区采用电压矢量近似的方法。该方法能实现全范围的相电流重构,使调整后的空间矢量脉宽调制波形仍然具有对称性,并且能固定一个采样点;在永磁同步电机矢量控制系统中进行了实验验证。     

MMC柔性直流输电系统换流阀开关频率优化方法

柔性直流输电系统一般采用模块化多电平MMC（modular multi-level converter）换流阀,换流阀开关频率的大小与系统损耗及交流侧谐波含量密切相关。推导了MMC开关频率与系统损耗及开关频率与柔性直流输电系统交流侧谐波含量的数学表达式;分析了MMC开关频率对系统损耗及交流侧谐波的影响规律。在此基础上,为了兼顾柔性直流输电系统的损耗和电能质量,采用遗传算法对开关频率进行了优化设计,根据工程经验对不同的优化目标赋予权值,根据国标要求设置了谐波和损耗的约束条件。仿真算例分析表明,采用优化的开关频率进行MMC变流控制时,柔性直流输电系统具有更佳的性能。