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.     

双馈电机风力发电柔性并网方式的分析与比较

随着风力发电机组单机容量的增大,并网技术越来越受到重视.传统的风力发电并网技术在并网瞬间会产生很大的冲击电流,威胁发电机及电力系统的安全.近年来变速恒频双馈风力发电系统逐渐成为风力发电的主流,针对该系统的特点,分析比较了空载并网、负载并网这两种适合双馈电机的柔性并网方式,建立了并网前数学模型,并基于电网电压定向分别设计了并网控制策略.仿真和试验结果表明,这两种方法都能在变风速条件下实现无冲击电流并网,并网后切换到最大功率点跟踪控制过渡平稳,是双馈电机风力发电系统理想的并网方式.     

双馈异步风力发电交直交系统网侧变换器电压定向控制策略研究

为研究双馈异步风电机组并网高性能控制,系统研究了双馈式异步风力发电机交直交电压定向控制,通过双PWM变换器对风力发电机转子进行励磁控制。依据电压定向控制原理,在d-q两相旋转坐标系下建立了网侧并网系统数学模型,并在Matlab/Simulink环境下搭建了系统仿真模型,仿真结果表明了电压定向控制策略的有效性。     

变速恒频双馈风力发电空载并网实验研究

目的研究变速恒频双馈风力发电系统的空载并网结构。方法在同步旋转坐标系下建立双馈电机空载数学模型,运用矢量控制得出空载并网策略及其结构图。结果在自行搭建的10kW双馈风力发电模拟平台上进行控制策略的验证。结论空载并网过程控制简单,过渡平稳,定、转子电流冲击小,是一种适合在风电现场使用的理想并网方式。     

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.     

变速恒频双馈风力发电系统空载并网积分变结构控制

围绕变速恒频双馈风力发电系统空载并网问题,将滑模变结构控制与矢量控制相结合,提出了一种基于指数趋近率的积分变结构控制策略,并分别对理想情况、电机参数摄动情况和电网电压波动情况下的双馈风力发电系统空载并网过程进行仿真分析．结果表明：在本控制策略下,双馈风力发电系统空载并网动态响应良好,稳态误差近似为零,过渡平稳,并网后无需更改控制器参数即可顺利进入最大风能追踪阶段;与传统PI控制相比,本控制策略能够有效抑制参数摄动及外部扰动对双馈风力发电系统的影响,具有较强的全局鲁棒性．     

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.     

双馈风力发电系统最大风能追踪控制研究

文章分析了国内外风力发电技术的发展现状,研究了双馈异步风力发电机组最大风能捕捉方案,研究了由风力机、传动系统、双馈异步发电机以及双PWM变换器等模块组成的风力发电最大风能追踪控制系统。风力机采用变桨距控制,双馈异步风力发电机采用变速恒频技术,发电机采用功率外环、电流内环的双闭环控制,利用定子磁链定向矢量控制实现有功功率和无功功率的解耦控制。并研究了双馈异步风力发电控制的硬件系统和软件系统,硬件系统由主电路、控制电路和驱动电路组成,软件系统研究了网侧和转子侧的控制流程图。基于Matlab/Simulink软件进行了建模仿真,仿真结果表明,系统具有较好的控制效果,可实现最大风能控制。     

双馈风力发电中基于单周期的双PWM变换器控制策略

分析了基于单周期的PWM控制原理及其相对于传统PWM控制方法的优点,将单周期控制方法运用到双馈风力发电的双PWM励磁变换器中。以输出直流稳定电压作为网侧变换器的控制目标,推导出整流电路中的单周期控制策略;以输出跟随参考控制信号变化的交流励磁电流作为转子侧变换器控制目标,推导出逆变电路中的单周期控制策略。仿真结果证明基于单周期的双PWM励磁变换器一方面可以保证直流母线电压的稳定,另一方面能够快速地为双馈电机转子提供可调节的励磁电流,达到很好的控制效果。     

变速恒频风力发电系统网侧PWM变换器控制策略

通过建立应用于恒频变速风力发电系统的三相电压源型PWM变换器在两相旋转坐标系下的数学模型,针对三相电压源型PWM变换器输出电压响应慢的缺点,本文采用电压电流双闭环控制的网侧变换器及空间电压矢量SVPWM调制方式,在Matlab/Simulink中进行了系统建模和仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能够快速调节直流侧电压达到稳定,能够控制输入电流波形及相位,验证了该控制策略的可行性。     

双馈风机无功出力极限及控制研究

通过同时考虑双馈电机定子和网侧变流器处理无功功率的能力,求出双馈风机在其允许情况下吸收、发出无功功率的极限,有效的防止无功出力越限而引起跳机等事故。探讨了风电场分配无功补偿的方式,并根据系统不同运行状态下提出了一种新的无功控制策略,使定子和网侧变流器相互配合,达到充分发挥双馈风机参与电网无功调节的能力,起到调节电网电压和稳定电网的作用。构建了含双馈风机的电网系统,验证了该种控制策略的可行性。     

基于BOOST变换风力发电系统单相并网控制技术

针对风力发电系统的单相并网控制技术进行了研究,并系统地分析并网控制器的工作原理及其控制策略.该系统由不可控整流、DC-DC升压变换、H桥逆变和滤波器组成,采用电流闭环控制和电网电压前馈控制.利用Matlab/Simulink仿真软件对单相并网控制系统进行了仿真,验证了所设计系统的可行性.     

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。     

变速恒频风力发电最大功率补获控制策略研究

为了最大限度地利用风能,提高风力发电系统的效率,在分析变速恒频风力发电系统最大风能捕获原理的基础上,研究了一种不需要检测风速的最大风能捕获功率控制策略.这种控制策略既可以实现双馈发电机系统低于额定风速下的最大风能捕获控制又可以实现变速恒频双馈风力发电机的有功、无功功率的前馈解耦控制.最后,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.     

双馈风电机组在电网对称故障下低压穿越仿真

以双馈式风力发电机（DFIG）为主体的大型风力发电机组在电网中所占的比例快速提高,为了确保风电接入电力系统运行的可靠性、安全性与稳定性,电力系统对并网风力发电机在电网故障,特别是电网电压骤降故障下的低压运行能力提出了更高的要求。文中介绍了电网对称故障时DFIG的暂态特性,通过对转子电流与定子磁链的关系分析得出优化转子侧变换器控制策略的方案,通过配合改进网侧变流器控制方法为DFIG在电网电压跌落期间提供了一个稳定的直流母线电压,从而使电网对称故障时的定转子过电流和直流母线侧过电压的情况得到解决。在研究模型的基础上,通过改变转子侧和网侧变换器控制策略的Matlab模型进行仿真实验,结果表明该方案对于对称电压跌落故障时的LVRT有一定的可行性。     

不平衡电网电压下永磁风力发电机并网逆变器的新型直接功率控制策略

为了研究不平衡电网电压条件下永磁风力发电机系统增强运行能力的有效控制策略,提出了比例-谐振电流控制方案,并将该方案应用于并网逆变器的直接功率控制中,以实现直驱永磁风力发电系统无需正、负相序分解的统一控制.在PSCAD/EMTDC环境下建立基于背靠背IGBT变频器的1.5 MW永磁直驱风力发电系统仿真模型,仿真结果表明,在不平衡电网电压下,该系统能够实现最大风能跟踪,且新型的直接功率控制策略结构简单,能够实现单位功率因数控制,具有良好的动态性能,有效地抑制了直流母线电压的升高,增强不平衡电网电压故障下直驱永磁风力发电系统的不间断运行能力.     

基于超级电容器储能的直驱风电系统并网性能分析

为改善直驱风电系统的并网性能,在直流母线电压端并入超级电容器储能装置.分析了基于超级电容器储能的直驱风电系统模型,设计了控制策略,通过控制双向直流变换器及并网变流器,抑制风机功率的波动以向电网输出平滑的功率.在电网电压跌落时,使直驱风电系统安全实现低电压穿越,并向电网提供一定的无功功率支撑.利用依兰风电场18#风机实际输出功率作为控制对象进行仿真.结果表明,加入超级电容器储能装置可以改善直驱风电系统的并网性能.     

户用小型风力发电系统的并网运行控制

为了克服独立运行的小型风力发电系统的缺点,节约电能,提出了一种与电网并联运行的户用小型风力发电系统的结构及其控制策略。该系统的并网部分由一个不控整流桥、Boost变换器和一个单相并网逆变器组成,采用"并网不上网"的运行方式。对Boost变换器进行控制,实现风力机的最大功率跟踪;并网逆变器采用以电流为内环、以电压为外环的双闭环控制方法,可与单相电网并联运行,但不对电网输出功率。通过不同风速、电网电压和负载下的系统仿真与单相逆变器并网实验,证明了系统控制策略的有效性。     

矩阵式变换器励磁的双馈风力发电机系统研究

风能是指空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量,它属于可再生能源,对它进行深入的研究并加以利用,是现在科技领域一个重要的课题．若增强风力发电的效率,改进我国能源配置,对能源构建的合理和高效的利用有重大而积极的作用．通过对几种常用变频器优缺点的对比和分析,本文采用新型交流励磁装置一矩阵变换器作为变速恒频交流励磁双馈风力发电系统的转子励磁装置．根据建立的模型,在Matlab／Simulink的环境下对矩阵变换器进行了仿真研究,仿真结果显示了矩阵变换器的输出相电流的各项指标与给定电流相同,追踪能力好,内部反应快,电流波形的正弦度好．从而说明了矩阵变换器具有较好的变频控制性能．     

变速恒频双馈风力发电机的功率控制

应用双馈发电机数学模型和磁场定向矢量变换控制技术,分析了变速恒频双馈风力发电机的有功、无功功率解耦控制策略。在基于TMS320F2812的双馈发电机系统实验平台上,设计了双馈发电机有功、无功功率解耦控制软件,并进行了功率解耦控制实验研究。实验结果表明,所采用的控制方法正确、有效。