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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

转子侧交-直-交变频器的双馈水轮发电机系统的建模与仿真

为了分析考虑水轮机调节系统影响的双馈水轮发电机系统的运行特性,首先基于双馈发电机和水轮机导叶开度的模型,应用小信号分析方法建立了双馈水轮发电机系统的数学模型;其次,研究了基于电压空间矢量脉宽调制(VSVPWM)控制策略的发电机系统的谐波特性。为了验证文中所提出的系统模型的正确性和可行性,采用Matlab/Simulink软件对双馈水轮发电机系统的稳态调节特性和暂态运行特性进行了研究。仿真结果表明双馈水轮发电机系统可实现定子有功功率和无功功率的独立稳态调节,在暂态运行特性中显示了很好的稳定性和动态性能。     

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.     

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.     

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.     

直线感应电机牵引互馈试验台系统仿真研究

在分析直线感应电机动态数学模型的基础上,研究了一种新型的能量互馈式直线牵引传动试验系统.讨论了该试验系统的构成与运行原理,分析了其高效节能、控制灵活等优点.利用计算机仿真技术,建立了包括直线感应电机、逆变器、矢量控制器以及车体在内的直线感应电机牵引互馈试验台系统仿真模型,对该系统进行了全面仿真研究.仿真结果表明了所提出方案的有效性,为实际直线感应电机互馈试验台系统的设计和调试提供了新的思路.     

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。     

42伏汽车异步发电机矢量控制系统的建模与仿真

针对未来汽车高效、高输出功率的特点,提出了42伏异步发电机-PWM整流器汽车发电矢量控制系统.基于MATLAB/Simulink建立了独立的异步发电机、PWM整流器、矢量控制、电压控制、蓄电池等模块.在变速变负载条件下进行仿真并分析了影响动态电压的因素.仿真结果表明系统建模的有效性.     

基于风速预测模型的风电一次调频仿真研究

为进一步提高风速预测精度,考虑数据内部结构性与外部影响因素耦合性叠加特征,以及风电机组功率特性,构建逆向前馈神经网络自回归移动平均模型(back propagation-autoregressive integrated moving average model, BP-ARIMA),并对风电场风速进行预测仿真,通过与实际数据对比分析,验证了所建模型具有较高预测精度。在所建预测模型基础上,基于风力发电机组典型功率特性曲线,统筹考虑储能装置容量优化配置与风电机组的致稳性问题,应用MATLABSIMULINK平台进行风电机组一次调频仿真。结果显示：一次调频控制策略的频率调节能力相较于常规超速减载调频控制可至少提高十个百分点。     

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。     

基于LabVIEW的通用被控过程数字仿真系统

使用DSP和LabVIEW设计的通用被控过程仿真器，采用了工业控制中标准的4．20mA和1-5V信号接口，可以直接与各种商业控制器连接，通过对典型工业过程的实时仿真，测试控制器性能；同时在软件部分留有与MATLAB和C语言的接口，可以对使用MATLAB软件和C语言编写的控制算法进行仿真试验。与MATLAB仿真相比这样构成的仿真系统结果更加真实，又弥补了MATLAB无法直接与商业控制器连接的缺憾。基于LabVIEW的过程仿真系统具有很高的仿真精度，并能真实反映实际工业过程控制中的各种扰动和噪声的影响，为控制科学与工程研究人员提供了一种快捷、方便、经济的控制系统分析与设计工具。