考虑风电机组稳定性的DFIG机组无功功率极限

根据双馈风电机组(DFIG)的动态和稳态特性,提出了一种计算其无功功率极限的方法.该方法以整个系统的功率关系为基础,在进行机组无功功率极限计算时,除了考虑双馈机组定子、转子和逆变器电流限制外,还考虑了系统稳定运行对输出无功功率的约束,从而为双馈机组控制系统中无功功率输出极限值的设定提供了依据.最后,通过仿真对考虑与不考虑系统稳定性的无功功率计算结果进行了比较.     

双馈风力发电机组转子侧控制策略改进

基于现场风电机组功率转速曲线,对双馈风电机组常规功率控制策略的不足进行了分析,考虑机组转速限制条件和功率快速跟踪控制要求,对双馈风电机组转子侧变流器功率解耦控制策略以及变桨控制策略进行了改进,即转子侧有功控制环采用风力机输出转矩直接控制,并加转速外环实现对转速的准确控制;变桨控制策略采用直接功率控制。最后,应用提出的改进控制策略对双馈风电机组全程运行性能进行了仿真,并和常规控制策略进行了比较。结果验证了控制策略改进的有效性和正确性。     

变速恒频无刷双馈风电机组的并网研究

依据变速恒频无刷双馈风电机组物理构件的特性,从转子参考轴d—q模型出发,推导出基于同步坐标下无刷双馈电机的数学模型,建立了能表征变速恒频无刷双馈风电机组特性的整体模型。根据无刷双馈发电机的特性,设计了一种新型并网无刷双馈变速恒频风力发电机的功率控制系统。该系统采用双闭环控制,内环采用三角波比较的脉宽调制电流跟踪控制,避免了电压补偿环节。仿真结果验证了该文无刷双馈风电机组并网控制策略的可行性和有效性。     

双馈电动机转子侧逆变电路设计与控制

文章描述了定子和转子分别由电网和交-直-交电流逆变器馈电的双馈感应电动机。在双馈电动机数学模型的基础上,对其进行稳态仿真。利用仿真结果设计功率因数调控系统,并对转子侧逆变电路进行设计和控制。考虑到电动机及功率器件的特点,在转子侧通过一个双馈变压器实现与逆变电路的耦合。经调试,系统可达设计要求。     

双馈风力发电机的一次调频控制

风电机组并网冲击导致系统惯性降低,双馈风机发电机可通过对励磁电流的控制改变电机转速,从而利用转子动能调节功率支撑,减小对电网的扰动.针对变速风电机组的综合调频问题,通过对风力发电机一次调频特性的分析,结合矢量控制调功、附加功率惯性控制和PI变桨控制技术,实现了双馈风机一次调频组合控制,基于Matlab搭建了双馈风机发电系统仿真模型,仿真结果显示所采用的组合控制方案能对系统提供功率支撑,提高了系统频率稳定性.     

电网电压骤升时双馈发电机电磁暂态特性分析

双馈感应发电机在电网电压跌落时的电磁暂态特性已经过大量的理论研究,并提出了多种控制策略,而电网电压骤升下双馈发电机的电磁暂态特性研究却较少。为研究电网电压骤升对双馈发电机的电磁暂态的影响及相应的控制策略,文章对比分析了电网电压骤升和跌落时,双馈发电机的定子磁链、转子感应电动势和转子电流的稳态分量和暂态分量的变化规律。在MATLAB/Simulink中建立1.5 MW双馈风电机组高电压穿越仿真模型,验证了理论分析的结果。提出电网电压骤升时,双馈发电机不易出现转子过流,因而可不需Crowbar电路的保护。并且相对电网电压跌落故障,电网电压骤升时,电网电压幅值变化较小,转子侧变换器不易出现过调制。     

双馈变速恒频风电机组直接转矩控制

针对双馈变速恒频风力发电机组控制并网和功率控制问题，采用转子磁链直接转矩控制方法，调节转子侧交流励磁，达到控制双馈发电机定子侧输出的目的。通过控制基理研究，制定控制实验框图，并在30kW机组试验平台上验证，得到机组同步化过程中和并网前后的实验结果。经测试、分析，此控制策略有效，可以在同类发电机组中推广应用。     

无刷双馈调速电机稳态运行特性分析

建立了无刷双馈调速电机稳态运行的数学模型。用频率折算法将电机各绕组中不同频率的电量统一起来。获得了电机的等效电路和相量图,用相量图分析了控制绕变化时对功率绕组的功率因数的影响。用该模型分析了电机的稳态运行特性,包括稳态电磁转矩和功率关系,为无刷双馈调速电机、计算提供了有力的理想工具。     

双馈风电机组总体控制策略及运行性能

为了全面准确分析并网风力发电机组实时运行特性,有必要对风电机组总体控制策略及其运行性能进行研究。针对双馈风力发电机组类型,建立了风力机、传动链和双馈发电机的数学模型。从风能最大利用和风机安全运行角度,提出了考虑电机损耗最小的风电机组最大功率输出控制策略,以及考虑转速和功率限制的变桨控制策略。结合双馈发电机功率解耦控制策略对风电机组的总体运行性能进行了仿真。通过仿真、理论分析以及实际风电机组运行数据的比较,结果表明所建立的双馈风电机组数学模型和总体控制策略是有效的。     

附加转速优化虚拟惯性控制的双馈风机一次调频研究

双馈风机由于自身运行特性,不再具备同步发电机所具有的惯性响应能力,导致双馈风电机组大规模并网后,减弱电力系统中惯性响应能力,系统发生功率扰动后,不足以维持频率在规定范围内变动,对电力系统稳定运行产生不良影响。首先分析电力系统引入风电机组后,风机对电力系统的影响;提出双馈风电机组附加转速优化虚拟惯性控制策略,在传统虚拟惯性控制中添加转速优化模块,并与转子转速控制相结合,使风机转子释放或吸收能量更多且平缓,减少对电网的冲击,并在该控制策略中加入转子转速保护模块,防止转子转速过低或过高,从而导致风机切出电网或对风机造成损伤,使双馈风机组具有与常规同步发电机同样的特性;最后在电网发生负荷突变情况下,引入附加转速优化虚拟惯性控制和综合控制进行仿真,验证所提出控制策略在电网等效惯性进一步降低时的有效性。     

混合风电场中双馈风电机组三相短路电流分析

近年来风力发电发展迅速,风电场逐渐形成了双馈风电机组和直驱风电机组混合运行的格局。由于双馈风电机组与直驱风电机组暂态特性的差异,直驱风电机组对双馈风电机组的短路电流可能产生影响,无法对混合风电场的短路电流进行准确计算。为此,针对双馈风电机组和直驱风电机组组成的混合风电场,建立了混合风电场故障工频等效电路,推导了不同机组影响下的双馈风电机组输出短路电流表达式。通过与单机双馈风电机组短路电流的对比,分析并总结了混合风电场中双馈风电机组短路电流的影响因素和变化规律。针对不同影响因素下双馈风电机组的短路电流,利用时域仿真进行了分析和验证,仿真结果证明了理论分析的正确性。     

双馈风力发电系统的小信号模型及其分析

为了研究双馈风力发电系统的小干扰稳定性,文中建立了双馈风力发电系统的小信号模型。该模型以最大功率跟踪控制下的单机无穷大双馈风力发电系统作为研究对象。基于特征值和参与因子方法,分析系统振荡模式和衰减模式以及状态变量参与程度,并通过Simulink仿真验证了小信号模型的有效性。     

基于PID控制器的超导储能装置抑制风速和故障扰动下风电场功率波动

因风速的随机性和间断性会给电网带来不稳定因素．为了降低风电场并网对系统稳定的影响．首先建立双馈感应风力发电机和超导储能装置的数学模型;然后合理设计功率解耦的比例-积分-微分超导磁储能控制器抑制功率波动,从而平滑风电场的输出功率;最后基于Matlab中Simulink．对含6台单机容量为1500kw的双馈感应风力发电机组成的风电场进行仿真研究．仿真结果表明,该控制策略的超导储能装置能够降低四分法风速和单相短路接地故障对电网电压的冲击．     

双馈式风电机组的自适应Super-twisting功率控制

针对使用双馈式感应发电机的风电机组易受电网电压波动、外界风速干扰影响等问题,提出了一种自适应Super-twisting功率控制方法。该方法实现了风电系统随着系统工作的区域(由风速大小所决定)而变化,即在部分负荷区域优化有功功率,在全负荷区域限制有功功率。同时在不同的区域根据需要调节无功功率达到补偿功率因数的控制目标。该方法具有易于实现、鲁棒性强的优点和自适应控制增益可调的特点,适用于带有外界干扰以及参数时变的非线性系统。通过仿真证明,以该方法设计的控制器应用于双馈式风力发电系统中控制有功功率和无功功率具有良好的鲁棒性能,且抖振得到降低,滑模变量在有限时间内迅速收敛于滑模面。     

变速恒频风力发电系统谐波研究及抑制策略

由于风力发电系统双馈发电机大都采用交-交变频器励磁,因此转子电压中不但含有转差频率的基波电压,同时还含有大量的零序、正序和负序谐波分量。通过对采用交-交变频器励磁的风力发电系统所产生的电力谐波进行研究,计算出基波电压分量和各次正、负序谐波电压分量所引起的基波、谐波电流、转矩、功率和损耗等。并进一步给出了适用于该励磁系统电力谐波的3种可行抑制策略。经分析,其中适用于变频恒速发电系统的最合理谐波抑制策略应该选择在转子侧进行,并合理运用有源和无源滤波器。     

双馈异步风力发电机新型无位置传感器控制方法

为了解决风力发电机系统中位置传感器故障率高、维护困难的问题,提出了一种双馈异步风力发电机新型无位置传感器控制方法。该方案通过测量定子电压计算定子静止坐标下的定子磁链矢量,同时通过测量的转子电流和重构得到的转子电压计算转子坐标系的定子磁链矢量,根据定子磁链矢量在不同坐标系下的位置获得转子位置角度。和已有方法相比,该方法仅需测量定子电压和转子电流作为反馈量,计算量较小且不需要定子电流信息。实验表明,该控制算法具有良好的动态和稳态性能,达到了较高的转子位置和转速观测精度,适合双馈异步风力发电系统的变速恒频运行。     

基于PSCAD双馈风力发电机励磁控制研究

在能源短缺和环境污染日益严重的今天,作为可再生绿色能源的风能的开发利用具有十分重要的意义。本文以交流励磁变速恒频风力发电系统的运行与控制为主题,进行了从理论到仿真的全面、深入的研究。对DFIG（双馈型感应发电机）的并网运行理论、最大风能追踪机理、DFIG有功无功功率解耦控制、双PWM型变换器特性等方面进行了细致的研究,获得了一些重要结论和具有创新意义的成果。     

计及双馈风机不同控制策略的静态等值

风电并网快速增加,风电机组如双馈感应发电机(Doubly-fed Induction Generator, DFIG)承担部分火电机组供电任务,现有静态等值算法未考虑新能源并网控制策略对静态等值影响,对静态安全分析造成威胁。因此有必要确定不同控制策略下DFIG并网潮流,建立计及DFIG控制策略的静态等值。本文首先基于DFIG内部模型,分别建立不同控制策略下DFIG并网潮模型。其次考虑DFIG有功功率、无功功率相互耦合,在求解潮流过程中判定潮流模型。最后利用内部网络对外部网络发电机无功灵敏度确定保留发电机节点,修改节点导纳矩阵保留DFIG内部结构,进行静态等值。结果表明,不同控制策略下,系统电压幅值变化幅度大于相角,本文所提等效模型比传统Ward等值具有更高的精度,验证了所提算法的可行性和有效性。