基于VisSim的SCIG风力发电系统建模与仿真

在分析了鼠笼式感应发电机(SCIG)风力发电机组数学模型的基础上,基于VisSim的直观界面和强大的数学功能,建立了SCIG风力发电机组的风能最大捕获控制系统的仿真模型。控制系统采用双环控制,速度环采用PI转速控制,电流环采用矢量控制。仿真结果证明基于VisSim的SCIG风力发电系统建模的正确性及控制方法的有效性,同时该模型也适用于验证其他控制算法的合理性,也为风力发电系统的仿真提供了一个新的途径。     

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。     

基于动态逆的风力发电系统桨距控制器设计与仿真

在空气动力学基础上,建立了变浆距风力发电系统的非线性数学模型.在此基础上,利用非线性动态逆方法,设计了系统在额定风速以上工作时的桨距角控制律.整个设计都是针对风力发电系统的非线性状态方程进行的,克服了基于局城近似线性化方法的缺点,因此控制性能得到改善,适合于工况点大范围变化的情形,而且求解过程比较简单.最后进行了对比仿真,结果验证了本方法的有效性.     

矩阵变换器励磁的双馈感应风力发电系统研究

结合双馈感应电机(DFIG)的特点和变速恒频交流励磁发电技术、矩阵变换器及矢量控制技术的优点,导出了双馈电机矢量控制下的数学模型,并建立了矩阵变换器励磁的双馈感应变速恒频风力发电系统定子磁链定向下的矢量控制系统框图.实现了风能最大功率点的跟踪,有功无功功率的独立调节.用c语言和Matlab仿真,其结果体现了系统的优良特性,证明了该方案的正确性和有效性.     

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。     

非线性时变系统的输出跟踪

研究一类非线性时变控制系统的输出跟踪控制问题。首先，给出了时变李导数及非线性时变系统的相对阶定义；其次，在系统输入输出反馈线性化的基础上，设计了跟踪期望信号的时变状态反馈控制律；最后给出了数值算例，用仿真结果说明了本文方法的有效性。     

基于双级矩阵变换器的无刷双馈风力发电系统仿真研究

从转子速旋转坐标模型出发,研究了同步坐标下无刷双馈电机的教学模型.采用基于功率绕组定子磁链定向的矢量控制策略,运用最大风能捕获原理,建立无刷双馈电机风力发电系统仿真模型.同时提出一种基于d-q坐标系下的双级矩阵变换器输出电压闭环控制方案,以优化系统中变频器的控制.仿真验证了模型与控制策略的可行性和有效性.     

反馈可线性化系统全局跟踪控制器的设计

研究反馈可线性化的非线性系统全局跟踪参考信号的问题,将全局跟踪问题转化为误差系统的全局镇定问题。由Riccati方程获得了反馈可线性化系统的控制Lyapunov函数,证明了所得到的控制Lyapunov函数正是误差系统的控制Lyapunov函数。应用Sontag的通用公式,设计了全局跟踪控制器,并应用于单关节机器手跟踪参考信号的控制,仿真说明了所提出方法的有效性。     

基于反馈线性化H∞理论的风电系统桨距角控制

风电系统工作在额定风速以上时,扰动风速会导致输出功率出现脉动,这会对电网的稳定性产生不利影响.为了解决这个实际问题,将非线性干扰抑制理论应用到桨距角控制律的设计中,建立了整个机组合风速扰动项的非线性数学模型;采用精确线性化方法将问题转化为标准的H∞控制问题,以避免HJI不等式的求解,同时还可以保证系统在工况点大范围变动时仍具有较好的控制性能.利用MATLAB/Simulink进行了对比仿真,结果表明该控制策略对风速扰动具有抑制作用,能够实现功率的平稳输出,适应工况点大范围变动的情形,控制性能要优于基于单个工况点近似线性化模型的控制方法.     

定速失速型风力机功率控制策略改良研究

为了提高风力发电系统综合系统性能, 在传统风力发电技术的基础上,对定速失速控制风力发电机组进行了详细的分析和研究,在Matlab下建立仿真模型,对其进行仿真分析,查看该型风力发电机性能的不足.在定速失速风力发电机的基础上,对其进行变速变浆距控制策略设计,建立数学模型进行仿真分析,分析结果表明经过改良设计后,风力发电机的风能利用效率和发电品质更高.为风力发电机控制系统改良设计提供了新的方法.