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．     

基于AVR的小型汽油发电机系统的实现

介绍了一种基于ATMEGA8L单片机控制的小型汽油发电机系统的硬件和软件设计,该系统以步进电机为执行器,其最大功率为5kW．系统首先对发电机的转速信号进行采样,经ATMEGASL单片机处理后来驱动步进电机,以控制系统油门,从而实现对转速的电子调节控制,最终达到控制输出电压来稳定输出频率的目的．采用PID算法实现系统的控制．试验结果表明,该方法可以在生产中推广应用．     

变速恒频交流励磁风力发电机系统研究

从交流励磁发电机的基本方程出发,通过对其矢量图和功率流程的研究,提出了变速恒频的实现方法.针对交流励磁装置具有能量双向流动的特点,采用了交直交加双PWM控制的解决方案,并由新型电机控制型单片机组成的系统实现.     

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.     

无刷双馈电机稳态数学模型和运行特性分析

为了深入研究笼型转子无刷双馈电机(brushless doubly-fed machine,BDFM)的稳态特性,从耦合电路出发,给出了BDFM的基本方程式,进而分析并得到了BDFM电流、有功功率、无功功率、电磁转矩和功率因数的数学模型.在此基础上,通过Matlab对1台样机进行了仿真,获得了BDFM的矩角特性、矩频特性、功角特性、无功特性、功率因数特性和V形曲线,并利用数学模型分析了BDFM的能量转换.结果表明:BDFM的各种稳态特性均可表示为控制绕组电压、频率和功角这3个变量的函数,所提出的模型简化了BDFM稳态特性的分析方法,为进一步研究BDFM的稳定性和控制策略奠定了理论基础.     

直驱式永磁同步风力发电机不对称故障下的改进控制

在分析直驱式永磁同步风力发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)全功率变换器功率特性基础上,推导了直流侧电压、并网电抗器功率及网侧输出功率之间的关系,提出了不对称故障下系统的改进控制策略,以实现该型机组的低电压穿越.该控制策略基于电网侧变换器、电机侧变换器功率平衡协调控制思想,将电网跌落信息反馈给电机侧变换器,实现两个变换器的协调控制;同时,在直流侧电压维持在安全范围内的前提下,采用弱控制,以一定的直流侧电压波动为代价,达到消除网侧有功功率2倍频波动的目的.仿真研究结果表明,基于功率平衡协调控制的改进控制策略可较好的实现直驱式永磁同步风力发电机的不对称故障穿越.     

自由活塞式直线发电机起动控制分析

根据自由活塞式直线发电机的工作原理,本文建立了基于矢量控制的永磁直线发电机的数学模型,通过对数学模型的数值分析,获得了系统的起动特性.并进一步分析了直线发电机功率控制的决定因素,研究了电机起动控制时的控制方案,在起动阶段系统采用位置环、电流环、速度环结构进行控制,并确立系统采用矢量控制方法以及空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制算法,同时在MATLAB/Simulink中建立了起动阶段的系统仿真模型并进行了系统仿真.其结果证明了该设计方案的可靠性和可行性.     

无刷双馈电机（BDFM）工业领域应用研究

无刷双馈电机（BDFM）在连接方式上采用同轴串级连接两台绕线式异步感应电动机,这种连接方式无论在电气还是机械上都使两台电动机能够互相耦合。文中将BDFM在船用轴带发电系统中的应用做了设计,同时对电机空载特性和负载时转速及负载变化对电机系统的影响做了具体实验性研究。     

基于双PWM变流器的笼型异步发电系统研究

为了提高笼型异步发电机并网系统的低电压穿越能力和抗干扰能力,采用双PWM变流器设计了发电机并网系统。在并网控制系统中,机侧变流器采用一种不依赖于发电机参数的控制方法,实现有功功率的灵活调节和机端电压的稳定控制;网侧变流器采用电压定向矢量控制,实现直流电压和网侧无功功率的有效调节。仿真和实验结果表明,所提方法可以较好地实现发电系统并网运行,具有较好鲁棒性。     

无刷双馈电机的自抗扰控制策略研究

基于同步旋转坐标系的无刷双馈电机(Brushlessdoubly-fedmachine,简称BDFM)的矢量解耦控制策略,可以实现控制绕组定子电流的转矩分量和磁链分量的解耦.但是,由于在实时控制中存在着外部干扰、参数变化和非线性等不确定问题,使得解耦后的定子电流转矩分量和磁链分量之间仍存在一定程度的耦合.运用自抗扰控制器原理,可同时实现BDFM的解耦控制和完全线性化,进而改善BDFM控制系统的动、静态性能及其鲁棒性.     

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。     

高空风力发电机组预测函数控制研究

风筝发电机组是一种新型风力发电技术.采用yo-yo结构对风筝的动态进行建模,通过作用在两风筝线上的拉力控制风筝的飞行.风筝的一个发电周期可分为发电状态和电动状态,要求在发电阶段发电量最大、在电动阶段耗电量最小,每一个阶段的控制器设计均可归结为一个约束优化问题.为解决非线性实时优化的困难,采用预测函数控制原理设计风筝发电机组的最大发电控制器,具体分析了风筝发电机组一个发电周期各阶段的控制目标,给出了闭环控制系统的实现方案.仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性,可以满足对控制算法速度的要求.     

新能源动力船舶中逆变器下垂控制技术

针对船舶电力系统大负载、强耦合特点,应用陆上大电网并网逆变理论,研究新能源动力船舶供电系统中与同步发电机并联的逆变器下垂控制技术能否满足船舶电网要求。分析了逆变器拓扑结构,建立了数学模型,在此基础上确定由电压环、电流环和功率环组成的三环控制策略,并提出了控制器参数的设计方法。仿真结果表明,基于下垂控制技术的逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,能够满足船舶的用电需求,可实现新能源动力船舶在负载波动工况下稳定运行。     

基于dSPACE的风能转换系统LPV增益调度控制

额定风速以下时,风能转换系统需要通过控制发电机转速使风能的捕获率最大.根据风速的多时间尺度特性,建立风能转换系统的非线性机理模型并得到其归一化误差的线性参数变化系统模型;在采用PI控制策略的基础上,设计了基于LPV模型的增益调度控制器,对风能转换系统的电磁转矩进行动态补偿.基于dSPACE的风能转换系统硬件在回路仿真平台进行实验分析,结果表明补偿后系统的功率系数和叶尖速比追踪其最优值的精度更高,鲁棒性更好,体现了更好的动态性能.     

小型风电系统最大功率跟踪的研究

通过对由新型无刷直流发电机构成的小型风力发电系统的分析，提出了一种最大限度获取风能的控制方法，该方法通过控制新型无刷直流发电机的电磁转矩一转速特性间接地控制了风力机的机械转矩一转速特性，使风力机在额定风速以下以最佳尖速比运行，自动跟踪其最大功率点．详细阐述了运用此控制策略的功率调节器的设计方法，并实际制作了100W的功率调节装置．系统实验结果表明，新型控制方法在最大功率跟踪上取得了很好的效果，对提高小型风电系统年发电量有参考和应用价值．     

液压能量调节型风力发电机组储能发电的恒频控制

为了消除风能波动性和间歇性对电网平稳运行的冲击影响,实现风轮捕获能量的储存与调节,将储能系统引入到液压型风力发电机组的泵控马达闭式液压系统中,利用AMESim软件建立了无风时独立依靠储能系统储存液压能驱动马达旋转的数学模型.针对这种新型液压风力机液压系统的组成和工作原理,提出了一种恒压差+恒转速的双闭环马达恒转速控制策略以保证储能发电时发电机始终工作在同步转速.对比分析了在恒压差单闭环与恒压差+恒转速双闭环控制作用下系统各变量的响应曲线和变化趋势.仿真结果表明所设计的双闭环马达恒转速控制策略可以使马达转速稳定在1 500 r/min,满足储能单独发电时对输出电能频率的要求.     

变速恒频风力发电机组最大能量捕获策略研究

风力发电主要目的是尽可能的利用风能,针对变速恒频风力发电系统,分析了风力机特性及最大风能捕获原理.在额定风速以下通过调节发电机的转矩使转速跟随风速变化以获得最佳叶尖速比;在额定风速以上通过调整桨叶节距,保证额定功率输出而不越限.由于风速测量的准确性不高,以及风力发电系统的精确模型较难建立,采用传统的PID控制器难以在风速快速变化的情况下实现良好的控制效果.为了进一步提高风能的利用效率,文中研究了基于功率变化信息的双模糊控制策略,实现最大功率点跟踪和变速变桨控制.仿真结果表明,该控制策略能够提高风能捕获效率,较好地平滑风电机组输出功率.     

带全额变频器的感应风力发电系统控制策略

为了保证全额变频器能高效工作，引入了机侧变流器电压闭环控制系统，并提出了网侧和机侧的双环控制策略.在桨距角控制方面，考虑接地故障和风速变化对系统的影响程度不同，设计了通过判断故障来调整输入控制信号的新型桨距角控制器.实验仿真结果表明，带全额变频器的感应风力发电机能满足风力发电机本身的控制要求，且能输出满足电网要求的恒频稳定电能.     

独立运行的双馈异步轴带发电机矢量控制系统

为了更好地利用船舶轴带发电机这种有效的节能方式,该文对双馈异步轴带发电机独立运行时的恒频供电技术展开了研究。在建立了变速恒频双馈异步轴带发电机系统的数学模型的基础上,提出了一种系统独立运行时的双馈发电机定子磁链定向的矢量控制方法,控制发电机在维持输出电压恒定的同时满足系统负载的需要,并在以TM S320F 2812为控制器的实验平台上进行了相关的实验。实验结果表明,该系统具有良好的动静态性能,在负载和转速变化时能够输出恒定的电压和频率。