直驱式方波永磁同步风力发电机控制系统仿真

根据直驱型风力发电系统中风机惯性大、转速调节响应慢的特点,提出了一种改进的最大功率追踪(MPPT)的控制方法,并与传统的MPPT控制方法进行了对比.根据功率平衡的思想,结合交-直-交功率变换装置的结构特点,所提出的电气控制策略实现了升压电路和逆变器的分别控制.搭建了直驱式方波永磁同步电机风力发电系统中风速、风机、方波永磁同步发电机、Boost升压电路、电压型并网逆变器及其控制部分的仿真教学模型.以突变风为例,对1.5MW直驱式永磁风力发电系统进行了仿真研究.仿真结果表明新的控制方法能够保证发电系统稳定的运行.     

无轴承永磁薄片电机转子不平衡振动补偿控制

无轴承永磁薄片电机转子质量的不平衡振动严重影响了系统的动态特性及安全运行。介绍了无轴承永磁薄片电机转子悬浮力产生机理,推导了悬浮转子的动力学方程,在电磁转矩和径向悬浮力解耦控制的基础上,对无轴承永磁薄片电机转子进行了振动补偿控制,设计了反馈不平衡补偿控制系统,采用Matlab/Simulink工具箱构建了仿真系统,进行了性能仿真试验。研究结果表明:基于反馈补偿控制器的振动控制策略能够较好的抑制悬浮转子振动,大大提高了转子的旋转精度。     

双馈感应式风力发电机的电压跌落响应分析

现代风力发电的发展,对风电生产提出了新的需求,即在电网电压跌落处于一定范围内时风力发电机装置必须保持和电网相连。研究了在电网电压跌落发生期间和故障清除后,双馈感应式风力发电机（DFIG）的转速,直流侧电压,有功,无功等量的动态响应,并分析了响应产生的机理。利用matlab/simulink建立了DFIG的仿真模型,并介绍了相应的控制方法,而DFIG模型在电网电压跌落下的仿真结果则很好地验证了分析所得结论的正确性。     

液压型风力发电机组并网冲击仿真研究

以液压型风力发电机组励磁同步发电机系统和并网控制系统为研究对象,针对励磁同步发电机的准同期并网条件,建立了同步发电机和励磁系统数学模型。理论分析了同步发电机并网冲击电流和冲击转矩。通过MATLAB/Simulink建立同步发电机、励磁系统和准同期锁相模块仿真模型,采用AMESim软件建立液压调速系统模型,采用联合仿真的方法,对液压型风力发电机组准同期并网过程进行研究,分析了系统并网冲击特性。在实验室搭建30kVA实验台,实验验证了仿真模型和仿真结果的正确性。研究表明定量泵-变量马达液压调速系统能将同步发电机转速稳定控制在准同期并网条件范围内,同时能有效控制系统并网冲击,使风力发电机组平稳并入电网。     

并网双馈风力发电实时仿真控制方案研究

基于RT-LAB实时仿真平台设计了双馈异步电机并网发电的整体系统,给出了双变流器的矢量控制方案.应用解耦理论,分别对网侧和转子侧变流器采用电网电压定向和定子电压定向两种矢量控制方案.采用精确模型,在提高系统仿真可信度的同时改进了可移植性.实时仿真研究结果表明:精确模型的采用对系统整体控制效果的研究具有更高的精度及更好的移植性;给出的双变流器矢量控制方案具有良好的控制效果;实时算法快速精确,仿真平台优秀可靠,有效的缩短了研究工作的产业化过程.     

基于控制组态软件的火电发电机组仿真研究

以350MW火力发电机组为仿真对象,开发了一台基于PineCAD工程控制组态软件的电厂火电系统仿真机。介绍其中的发电机组的仿真研究,建立了发电机变压器系统数学模型、同期并网系统数学模型和电网控制系统数学模型,这三部分再与电气系统控制逻辑、电厂操作的人机界面相链接,构成了发电机组电气仿真系统。通过将仿真数据同机组实际运行数据进行比较分析,所建立的发电机组模型能够满足仿真精度的要求,仿真机交付电厂使用,对运行人员进行基本的培训,取得效果满意。     

基于电压型换流器电网间同期并列仿真研究

就电压型换流器用于实现电网间同期并列进行了仿真研究。该方法是以电力系统的有功功率-频率理论和无功功率-电压理论为理论依据,从系统负荷的角度出发,通过改变系统负荷的有功功率和无功功率的大小达到调整频率差和电压差的目的,有别于现有的调整发电机转速和励磁进行调频和调压的方法。用该方法解决了电网间同期并列时,变电站无法调整频率差和电压差的问题。变电站运用该技术,配合调度和调频电厂,在待并网电网间实现功率传递可加快并网速度,缩短并网的时间、提高并网的自动化程度。仿真软件,对差频并网的两种情况即频率和电压两者都高的情况和频率低而电压高的情况通过PSCAD/EMTDC进行了仿真。仿真结果表明通过背靠背电压源型换流器在待并列两侧系统间进行有功功率和无功功率的传递可以调整两侧系统的频率差、电压差和相角差,使两侧系统快速满足同期并列条件,完成并列操作。     

电网电压跌落故障下双馈风力发电机无源性控制

为提高电网电压跌落故障情况下双馈风力发电系统不间断运行的能力,提出了一种基于无源性理论的双馈风力发电机低电压穿越控制策 略. 通过分析双馈风力发电机系统模型的无源性,设计了状态反馈控制器;根据双馈风力发电机在电网电压跌落故障时的运行特点,给出了一种 计及电网电压变化的期望状态值计算方法,状态期望值跟随电网电压变化而迅速改变,通过状态反馈控制器可实现电机电流快速跟踪. 仿真结果 表明在电网电压跌落故障下所提出的控制策略可以有效的抑制双馈风力发电机定、转子过电流,并且降低了电磁转矩波动幅值.     

基于反馈线性化PMSG风力发电系统控制

在分析了PMSG(永磁同步发电机)风力发电系统数学模型的基础上,以额定风速以下风能的最大捕获为目标,采用反馈线性化结合最优跟踪控制方法设计了PMSG风力发电控制系统,并基于VisSim的直观屏面和强大的数学功能,建立了PMSG风力发电控制系统的仿真模型.仿真结果表明,风速在额定风速以下大范围变化时,反馈线性化结合最优跟踪控制方法在能有效实现风力发电机组的最大风能捕获.     

电网故障下双馈风力发电机控制改进与仿真

随着风电装机规模的不断增加,作为未来能源互联网中重要的一环,风电机组应对电网故障的能力越加显得重要。针对双馈风力发电机组在电网故障下的暂态特性,提出了一种基于电网故障类型区分、控制器设计和辅助设备穿越的综合控制策略。相比于传统的控制方法,克服了控制误差大和响应滞后的问题,真正实现了系统的精细化控制。基于MATLAB和VC++联合建模,利用MEX技术搭建了电网故障下的1.5 MW双馈风力发电系统模型,仿真结果验证了所提出的综合控制策略在电网故障下提高双馈风力发电机控制的有效性。     

基于快速控制原型的风力发电半实物仿真系统

为提高风力发电MPPT控制器设计与测试验证的快捷有效性,提出了基于LabVIEW FPGA的MPPT快速控制原型(RCP)系统。在LabVIEW RT实时运行平台上,采用PXI-FPGA架构设计了风速、风力机和PMSG的实时仿真模型,以及MPPT快速控制原型。将功率变换器、实时仿真模型和MPPT快速控制原型相连接,构造出半实物仿真(HIL)闭环测试系统。通过渐变风速和自然风速的实时仿真测试,验证了所述快速控制原型系统设计的正确有效性,为风力发电系统的进一步深入研究提供了一套有效的实时仿真和半实物测试平台。     

双馈发电机最大风能捕获和转换策略的仿真

为了最大限度地利用风能,提高风力发电系统的效率,提出了一种既可实现双馈发电机系统低于额定风速下的最大风能捕获又可使得电机铜耗最小化运行的优化控制策略。在分析风力机特性和双馈发电机基本电磁关系的基础上,推导了双馈发电机实现最大风能捕获和转换的定子有功功率和无功功率的数学模型,并应用基于动态同步轴系下的双馈发电机励磁控制策略实现了系统的最优控制。利用Matlab/Simulink对不同风速下双馈发电机系统的运行性能进行了分析和比较,结果验证了该控制策略的正确性和可行性。     

基于微分神经网络的风电机群低电压穿越特性建模

针对目前缺少分析风电机群低电压穿越特性高效建模方法的问题，提出了一种基于微分神经网络的风电机群低电压穿越特性建模 方法 。模型输入为风电场并网点电压与各台风机风速，输出为并网点电流。该模型能够较好地表征其强非线性切换过程，刻画风电场不同风速分布场景下风电机群的低电压穿越特性。在CloudPSS云仿真平台上建立了包含3台双馈风力发电机的风电机群仿真算例，对所提方法进行测试，测试结果验证了微分神经网络模型的泛化能力与有效性。     

基于桥臂电流控制的风力发电并网逆变器研究

在大功率风力发电系统中,并网逆变器控制是实现电能转换与传输的重要环节。针对采用T型滤波器结构的风力发电并网逆变器,提出基于桥臂电流闭环结合前馈补偿间接控制逆变器并网输出电流的控制策略,并根据三相电压源型并网逆变器开关函数的数学模型进行了控制系统仿真研究。仿真实验结果证明采用该控制策略提高了并网逆变器的稳定性和动态性能,同时可以有效抑制并网节点输出电流中的电流谐波。     

基于DSVM直接转矩控制的风力机实时模拟系统

为解决实验室无法用真实风力机研究风力发电的相关技术问题,提出了用先进的直接转矩控制（DTC）策略控制异步电机模拟风力机特性的技术。设计了风机转矩的计算方法,及异步电机直接转矩控制系统,使其跟随风机转矩变化,进一步利用离散空间矢量调制（DSVM）技术改善了系统的低速性能,并在RT-LAB仿真平台下对所设计的风力机模拟系统进行了实时仿真,验证了系统稳定性好,准确性高的特点,为实验室内研究风力发电技术提供了一个良好的方案。     

基于混合建模仿真的大型风电场降损控制

由于大型风电场变压设备多、集电线路长,在实际运行中集电系统损耗突出,对此提出一种利用风电机组作为分布式无功源,以优化风电场内潮流、降低集电系统总体损耗的无功/电压控制策略。同时,为提升风电场建模以及多场景降损优化仿真的效率,设计了一种基于对象模型组态与控制算法编程相结合的混合建模仿真方案,风电场模型采用模块组态建模,并由控制算法形成的引擎文件自主调用实施仿真优化。通过对某125 MW大型风电场进行降损控制的算例研究,验证了所提控制方案的有效性和混合仿真建模方法的高效性。     

风力机阀控液压马达变桨距位置控制系统仿真

针对大型风力机比例阀控液压马达变桨距位置控制系统进行仿真研究。首先,建立了比例阀控马达系统数学模型,确定系统的特性。然后,选取适当的风速模型,并通过风速与变桨距负载的关系获得系统负载的目标参数。最后,对比例阀控液压马达变桨距位置控制系统进行仿真研究,建立了主要元件与系统的AMESim仿真模型,通过仿真分析验证了比例阀控液压马达系统用于大型风力机变桨距位置控制的可行性。