双馈感应风力发电机的H_∞鲁棒控制

研究了变速恒频双馈感应风力发电系统的鲁棒控制问题.利用基于定子磁场定向的矢量变换技术,建立了同步旋转坐标系下双馈感应发电机的状态空间模型,为了降低控制器的阶数以利于工程实现,对该动态数学模型进行了合理简化.针对最大功率点跟踪控制中建模误差、外部干扰等不确定性的影响,应用H∞鲁棒控制理论,设计了具有鲁棒干扰抑制作用的电机转子电压控制器.仿真结果表明,即使在参数变化、未建模动态等不确定因素以及风速突变干扰下,所设计的控制器仍可保证电机转速很好地跟踪指令值,使风力发电系统最大效率地吸收风能.     

基于Maxwell的双馈风力发电机的建模与仿真

为优化双馈风力发电机模型,提出了一种基于Maxwell双馈风力发电机建模与仿真的方案.以1.5MW的双馈风力发电机为例,首先利用Maxwell中RMxprt模块对电机建立模型,并导入二维界面生成Maxwell 2D模型,然后利用Maxwell 2D进行瞬态有限元分析,通过提取数据分析比较空载和负载两种不同状态下转子磁链特性、三相感应电压的变化情况.仿真结果表明:双馈风力发电机负载和空载运行时转子磁链和三相感应电压成正比关系,且负载时感应电压波动较明显.仿真结果为进一步研究双馈风力发电机提供了理论支持.     

定子磁链暂态对双馈感应电机接入系统小干扰稳定的影响

该文研究了定子磁链暂态过程对双馈感应电机接入系统的小干扰稳定的影响情况。首先建立了描述双馈感应电机电磁过程的8阶详细模型,并进一步推导了它的小干扰稳定的计算公式。根据Lyapunov特征值理论,对单个双馈感应电机经过传输线接入无穷大母线系统进行了数值分析。结果表明:无论是控制器参数变化还是传输线路电抗变化,6阶模型的稳定边界范围都比8阶模型更大。采用简化6阶模型不利于系统稳定性分析。     

变速恒频双馈感应电机系统中的低频振荡现象分析

研究了广泛应用于风力发电的变速恒频双馈感应电机系统中的低频不稳定现象.首先,通过数值仿真,观察了系统随着输入机械转矩增大时出现的低频振荡现象,结果表明,低频振荡现象的发生会增加定子电流的总谐波畸变,从而降低系统的性能.其次,建立了双馈感应电机及其励磁控制系统的数学模型,通过分析系统雅可比矩阵的特征值发现,系统发生的低频振荡的动力学本质是Hopf分岔,并据此给出了系统运行的稳定性边界.研究有助于更好地理解变速恒频双馈感应电机系统中的动力学行为和稳定性问题,对该系统的参数设计具有一定的参考价值.     

双馈高速同步感应发电机微机控制交流励磁调节装置

根据高速双馈同步感应发电机有功、无功功率的传递特性,提出其交流励磁调节装置主结构设计方案,并采用单片微机及相应接口电路和软件,实现发电机的恒压控制     

双馈感应发电机调速风力机

研究了低成本宽范围双馈感应电机调速风力机，根据数学模型导出矢量控制系统，讨论了三种四象限功率变换器，该风力机在低风速时桨距角不变，保持最佳叶尖速比以获得最大风能；在高风速时储存或释放部分能量，桨距角仅完成限制最大输出功率，减少机械应力，风能储存在风力机机械惯性中，减少力矩冲击。     

双馈风力发电机混合粒子群优化设计

针对双馈风力发电机交流励磁电磁特性和变速恒频运行特点,从转子电压、转子容量、转子铁耗等方面探讨了该电机的电磁设计特点,并结合风力发电应用领域特点及要求,分别选取电机有效材料成本、额定效率及效率曲线平坦性为优化目标,建立了电机优化设计模型,继而提出了一种混合粒子群优化算法,通过引入基于适应度值的个体模糊惯性权重和基于种群多样性的自适应变异,提高算法处理多峰值非线性优化问题的能力,以实现双馈风力发电机优化设计．电机优化设计实例结果表明,与标准粒子群算法相比,提出的混合粒子群算法动态平衡了全局和局部搜索能力,收敛速度较快,寻优精度较高且不易陷入局部最优,同时各种优化目标下的双馈风力发电机设计优化结果较为理想,对于多峰值非线性优化问题不失为一种新的解决方法．     

石油抽油泵节能的新构思

提出一种可以随机采集在自然界广泛存在的零星风力的装置，用于石油抽油泵的节能．装置的核心是双馈发电机．从结构上看，双馈发电机与常见的感应发电机和同步发电机无太大的差别，但它却有一个引人注目的特点，即对轴上输入转速无任何特殊的要求．围绕这一特点，不仅可以开发出零星风能的采集利用装置，而且对于其他任何具有明显零显、杂散特性的自然能量（如波浪、潮汐等）的采集也同样适宜．     

双馈式抽水蓄能机组功率调节仿真与控制

为了研究双馈式抽水蓄能机组在电网功率调节中的作用,该文建立了抽水蓄能电站水-机-电耦合的水力过渡过程计算模型,并基于定子电压定向矢量控制策略,建立了双馈感应电机(DFIM)功率控制系统,对300 MW双馈式可变速抽水蓄能机组并无穷大电网运行时功率调节过程进行了研究,与采用电励磁同步电机的常规定速机组进行了比较。仿真结果表明:可变速机组双馈感应电机可以通过调节励磁电流直接对定子有功功率进行调节,定子有功功率可以快速跟随功率指令的变化;而定速机组电机输出功率为水泵水轮机的机械功率,依靠导叶开度对流量进行调节来实现功率控制,由于引水、尾水管道较长,流量变化需要较长时间,导致定速机组输出功率调节所需时间较长。     

双馈感应风电机功率平滑控制与改善电网频率的研究

在分析双馈感应风力发电机运行特性和传统最大风能追踪控制策略的基础上,提出了一种基于约束因子限幅控制的双馈电机有功功率平滑控制策略,给出了约束因子α的表达式和取值规则.在matlab/simulink仿真平台上,搭建了一个9 MW的风电场与2台同步电机的互联系统.实验结果表明,与传统的最大风能追踪控制策略相比,所提控制策...     

附加转速优化虚拟惯性控制的双馈风机一次调频研究

双馈风机由于自身运行特性,不再具备同步发电机所具有的惯性响应能力,导致双馈风电机组大规模并网后,减弱电力系统中惯性响应能力,系统发生功率扰动后,不足以维持频率在规定范围内变动,对电力系统稳定运行产生不良影响。首先分析电力系统引入风电机组后,风机对电力系统的影响;提出双馈风电机组附加转速优化虚拟惯性控制策略,在传统虚拟惯性控制中添加转速优化模块,并与转子转速控制相结合,使风机转子释放或吸收能量更多且平缓,减少对电网的冲击,并在该控制策略中加入转子转速保护模块,防止转子转速过低或过高,从而导致风机切出电网或对风机造成损伤,使双馈风机组具有与常规同步发电机同样的特性;最后在电网发生负荷突变情况下,引入附加转速优化虚拟惯性控制和综合控制进行仿真,验证所提出控制策略在电网等效惯性进一步降低时的有效性。     

变速恒频无刷双馈风电机组的并网研究

依据变速恒频无刷双馈风电机组物理构件的特性,从转子参考轴d—q模型出发,推导出基于同步坐标下无刷双馈电机的数学模型,建立了能表征变速恒频无刷双馈风电机组特性的整体模型。根据无刷双馈发电机的特性,设计了一种新型并网无刷双馈变速恒频风力发电机的功率控制系统。该系统采用双闭环控制,内环采用三角波比较的脉宽调制电流跟踪控制,避免了电压补偿环节。仿真结果验证了该文无刷双馈风电机组并网控制策略的可行性和有效性。     

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。     

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。     

能量直接回馈进行同步发电机温升试验的研究

给出同步发电机与同型号同步电动机同轴组成的温升试验系统。电动机是发电机发电气负载,将电能转变为机械能;电动机又是发电机的原动机,直接把机械能回馈给发电机。该系统由较小容量直流电动机驱动,给系统损耗的电能进行补给。这种温升试验方法是经济实用的新方法。     

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。     

双馈风力发电系统的小信号模型及其分析

为了研究双馈风力发电系统的小干扰稳定性,文中建立了双馈风力发电系统的小信号模型。该模型以最大功率跟踪控制下的单机无穷大双馈风力发电系统作为研究对象。基于特征值和参与因子方法,分析系统振荡模式和衰减模式以及状态变量参与程度,并通过Simulink仿真验证了小信号模型的有效性。     

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．     

机内励磁同步发电机系统的数学模型及其运行性能的研究

建立了机内励磁同步发电机系统的数学模型,提出了考虑多种因素影响的电机参数计算方法。对具有Ｐ绕组的凸极同步发电机进行了实验和仿真研究,证明了数学模型的正确性;对具有Ｐ棒的隐极同步发电机系统进行了仿真研究,指出了这种系统运行性能的优越性。     

两种同步电机实时仿真模型

介绍了应用Matlab/Simulink软件 ,实现对同步电机的动态实时仿真 .根据同步电机在abc坐标下的数学模型 ,建立了同步电机在dq0坐标下的数学模型 ,再根据该数学模型利用隐式欧拉法将数学模型中微分方程部分进行变换 ,形成另一种同步电机数学模型 ,这两种数学模型均考虑d轴上励磁绕组和阻尼绕组间互漏磁通 .利用Simulink软件构建了两种同步电机仿真模型 ,实现了对同步电机的动态实时仿真 .将这两种仿真模型应用于简单电力系统的动态实时仿真试验 ,并讨论了仿真方法的稳定性 .仿真试验结果表明 ,所提出的仿真模型和仿真的方法是正确的 .