变速恒频风力发电系统中的风力发电机组研究

论文对目前并网运行的变速恒频风力发电系统和恒速恒频风力发电系统做了分析比较,得出了变速恒频风力发电的优越性;比较了变速恒频风电系统中使用的四种发电机组,其中双馈感应发电机及永磁直驱同步发电机具有较好的应用前景。     

变速恒频双馈风电机组低电压穿越计算机控制方法研究

为了提高变速恒频双馈风电机组低电压穿越能力,改善故障穿越后机组的稳定性,提出一种新的变速恒频双馈风电机组低电压穿越计算机控制方法。介绍了变速恒频双馈风电机组模型,其主要包括直流侧电容、机测变流器、网测变流器和变速恒频双馈机。在电压骤降程度较小的情况下,通过励磁方法实现低电压穿越计算机控制。在电压骤降程度较严重的情况下,通过转子侧Crowbar电路与直流侧Crowbar电路实现低电压穿越计算机控制。实验分析了电压骤降较小和较严重情况下控制方法的控制结果,以及变速恒频双馈风电机组低电压穿越性能,结果表明所提方法控制性能高。     

双馈风力发电机柔性并网控制实验

变速恒频双馈风力发电系统与电网之间是一种柔性连接关系.利用定子电压定向的矢量控制技术,研究了变速恒频双馈风力发电机的并网原理,建立了基于定子电压定向的空载并网控制策略.通过搭建一个3kW双馈风力发电仿真与实验平台,对双馈风力发电机空载并网控制策略进行了仿真分析及实验验证.仿真和实验结果验证了控制策略的正确性和有效性,利用所设计的控制策略,双馈风力发电机能够实现柔性并网控制.     

基于MATLAB/SIMULINK的并网型双馈风力发电机仿真模型的研究

在分析双馈发电机交流励磁变速恒频发电运行原理的基础上,利用MATLAB/SIMULINK分别搭建了空载并网控制模型和并网后的追踪最大风能变速恒频发电运行模型,并结合两种模型进行分时仿真,解决了传统仿真方式中由于并网前后定子电压输出方向不同,而无法讨论并网瞬间工况的问题.仿真结果表明了文中所建立的风力发电机模型不但可以在变速情况下可靠并网,而且并网后还能在变速恒频运行的基础上实现有功功率、无功功率的解耦控制.     

变速恒频风力发电柔性并网及解列控制

根据交流励磁变速恒频风力发电运行的特点,将矢量控制的电网电压定向技术应用在双馈发电机的并网发电上,提出了基于电网电压定向的双馈变速恒频风力发电柔性并网控制策略,即在定子开路或接本地负载的情况下,根据电网电压以及电机转速涮节转子的励磁电流,在变速条件下实现几乎无冲击电流并网及输出有功功率和无功功率的解耦控制,并建立了交流励磁发电机柔性并网及稳态运行的控制模型.对柔性并网及其逆过程解列进行了实验研究,结果验证了控制策略的正确性和有效性.     

变速恒频双馈风力发电系统的仿真分析

介绍了交流励磁变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,从双馈发电机的数学模型出发,采用矢量控制技术,在Matlab/Simulink环境下建立了系统模型,进行了发电机有功无功独立调节的仿真研究.研究结果表明变速恒频双馈风力发电机组具有良好的动态特性,并为风力发电系统的进一步应用研究提供了可靠的理论依据.     

变速恒频双馈异步风力发电系统建模及仿真

为研究变速恒频双馈异步风力发电系统,建立了包含风速、风力机和风力机控制部分、双馈发电机、双PWM变换器及双馈发电机机侧和网侧矢量控制变速恒频风力发电系统的动态数学模型;在Matlab/Simulink环境下,以建立相应的风力发电系统动态数学模型为基础搭建了变速恒频双馈异步风力发电系统仿真模型,并对转子侧等功率因素策略及定子侧功率解耦控制策略进行了仿真,仿真结果验证了数学模型及控制策略的有效性,整个系统模型的建立,为开展风力发电并网、低电压穿越及其他高性能控制策略研究打下基础,对于研制高性能的风电装置设备具有较好的参考价值.     

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.     

变速恒频风力发电空载并网与解列实验研究

针对大容量变速恒频风力发电机组并网和解列时的电流冲击问题,根据双馈电机交流励磁运行特点,在讨论其数学模型基础上,将定子磁链定向矢量控制技术应用于双馈发电机控制,设计了变速恒频风力发电空载并网控制策略。搭建了模拟平台实验样机,对空载并网前、并网和解列时刻的系统控制进行了完整的稳态、动态实验研究。实验结果表明,风力发电系统控制性能优良,可实现变速恒频风力发电的柔性并网及解列控制。     

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。     

同步坐标下的无刷双馈风力发电机控制系统

从转子参考轴d-q模型出发，研究同步坐标下的无刷双馈电机（BDFM）的数学模型，根据BDFM的特性，采用磁链定向的矢量变换控制技术，设计了一种新型的功率控制系统。该系统通过控制发电机的控制绕组进行交流励磁。实现变速恒频发电机有功、无功的解耦控制。同时，考虑到电机结构的复杂性以及电机参数随环境的可改变性，对功率环采用模糊控制，可以更好地增强系统的鲁棒性，从而实现最大风能捕获和高效发电运行。计算机仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。     

无刷双馈电机风力发电控制系统与仿真研究

从无刷双馈电机(BDFM)转子速d—q模型出发,推导出BDFM的有功和无功功率数学模型,并设计了初步的变速恒频无刷双馈电机风力发电系统功率控制策略．计算机仿真结果表明,BDFM通过定子功率绕组发电,定子控制绕组通过变频器从电网吸收或向电网反馈电能．系统响应快,稳定性好．该研究表明变速恒频无刷双馈电机风力发电的设想在技术上是可行的．     

变速恒频双馈风力发电系统的励磁电源

给出了变速恒频双馈风力发电系统中交流励磁电源的控制方案.在基于电网电压定向的基础上,分别对转子侧变换器和网侧变换器进行了研究.分析了双馈电机数学模型,并对空载并网控制策略进行了设计,实现了系统在变风速条件下无冲击电流并网.采用直接电流控制对网侧变换器进行控制,并实现了能量双向流动,功率因数可调,使双馈风力发电系统能运行在次同步和超同步两种状态下.实验结果证实了理论分析的正确性和控制策略的有效性.     

无刷双馈电机矢量解耦控制方法的研究

对无刷双馈电机的d-g轴数学模型进行简化推导,结合电机控制理论设计了无刷双馈电机的一种新型控制系统-矢量解耦控制系统.仿真和试验都获得了较好的控制性能.通过改变电机参数反复对系统进行验证,控制性能依然良好,说明本系统具有较好的鲁棒性.图3,参5.     

基于超导磁储能的变速恒频风力发电机励磁系统

提出了一种新的基于超导磁储能系统的变速恒频风力发电机励磁系统,通过斩波器把超导磁体引入到双馈感应发电机(DFIG)的励磁系统中。利用超导磁体的高效储能和快速响应特性,在DFIG变速恒频运行过程中,超导磁体可以根据不同的控制目标对系统进行功率补偿,有效地提高DFIG并网风力发电系统的运行性能,提高系统运行的稳定性。在MatlabSimulink环境下,通过仿真分析验证了该系统的基本运行特性,仿真结果说明该系统有良好的动态响应特性。     

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。     

变速恒频风力发电机组动态稳定性仿真

以双馈风电机组为研究对象,介绍了双馈风力发电系统的基本结构.应用M atlab/S imu link搭建了双馈风电机组并网运行仿真模块,并对其在风速扰动下的动态稳定性做了仿真试验研究.结果表明双馈风电机组对风速的扰动有一定的适应能力,能保证系统的稳定运行.     

级联式无刷双馈发电机的稳态特性分析

针对风力发电变速恒频技术要求,笔者从简化的等值电路出发,分析了级联式无刷双馈电机的参数特性和稳态特性,使导出的结论大为简化,凸现了该种电机的主要参数与各种稳态特性特征的内在联系。阐述了该种电机发电运行的条件、发电机空载特性、自然功率特性与恒压频比控制特性,从而为该种电机用于风力发电及其采用压频比控制的研究提供参考。     

模糊控制在变速恒频风电无功功率优化中的应用

分析了变速恒频风力发电机组的特性及运行原理.提出了在定子有功参考功率捕获最大风能的同时,确定定子无功参考功率,以提高机组运行效率、优化机组运行为目的的控制策略.在该策略中运用模糊逻辑来获得定子无功参考功率的确定值,仿真验证了该策略的有效性,其能实时调节系统的无功功率,使发电机在获得定子最大有功功率的同时,显著减少了发电机本身的损耗,提高了其运行效率.     

无刷双馈电机直接转矩控制策略研究

将直接转矩控制策略应用于无刷双馈电机调速系统,在两相静止坐标系下完成对磁链和转矩的观测并推导出完整的开关状态表.根据直接转矩控制原理,设计了无刷双馈电机调速系统的结构并搭建了Matlab仿真模型.仿真结果表明系统具有良好的动、静态性能.