直驱式风力发电系统中双PWM变流器控制策略的研究

大功率风力发电系统是目前的主流风力发电系统之一。以背靠背载波移相并联双脉宽（PWM）变流器作为直驱型风力发电系统的风力发电变换单,以满足大功率直驱型风力发电系统可靠性等各方面的要求,而且变流器直接并联的方式有结构简单、便于模块化设计和容易扩展等优点。网侧变流器控制技术、电机侧变流控制技术的有效利用对优化直驱风电系统电流控制具有十分重要的价值。     

直驱型风力发电系统变流器的控制与仿真分析

将具有良好耐压性能的背靠背二极管箝位式三电平拓扑结构引入直驱型风力发电系统,研究了一种新的高压大容量变流器.在分析该变流器中所采用的拓扑结构的数学模型及整流与逆变侧控制策略的基础上,运用MATLAB/ Simulink模拟了该变流器在风速变化引起风机最大功率点偏移时的工作情况.仿真结果表明,采用该拓扑结构变流器具有良好的动态及稳态性能,能够较好地满足当前直驱型风电系统中变流器电压等级与容量不断增大的需求.     

永磁直驱风力发电系统控制策略仿真研究

风力发电系统是一个复杂的能量转换系统,有效地控制是系统安全、稳定运行的关键.针对永磁直驱风力发电系统(PMSG),机侧变流器采用功率外环、电流内环双闭环控制;网侧变流器采用电压外环、电流内环双闭环控制;最大功率点跟踪(MPPT)控制采用变步长爬山搜索法.建立了基于该控制策略的永磁直驱风力发电系统MATLAB仿真模型.仿真结果表明,采用该控制策略,系统能跟踪风能最大功率点安全、稳定运行,验证了该控制策略的有效性.     

直驱式风力发电系统的仿真研究

对直驱式风力发电系统进行了相关研究,详细分析了风力发电系统中变换器模型,该系统由永磁直流电动机-发电机组、高功率因数整流器、全功率逆变器、滤波电路等组成,用直流电动机的端电压随时间变换引起的电机转速变化来模拟工程现场的风速变化,利用saber软件建立了整个仿真系统,并分析了整个系统中变换器的控制方式,仿真结果表明系统能够在不同风速下稳定运行,系统输出的电压近似正弦,谐波含量小,电能质量较高,同时也证明了系统模型的正确性和控制方式的有效性。     

直驱风机变频器实现LVRT的策略分析与测试

本文对双馈和直驱两种风电机组的变频器LVRT能力的实现方式进行了介绍：分析了直驱风电机组全功率变频器和双馈风力发电机组变频器实现低电压穿越能力的几种控制策略。并通过对全功率变频器的实际测试,验证了全功率变频器LVRT的控制策略的可行性,并根据LVRT过程中直流侧电压的实际数据提出了对变频器直流电容的保护设置要求．     

超导储能提高直驱风电系统低电压穿越能力的控制策略

针对电网故障、扰动引起的电网电压跌落给并网运行的永磁直驱风力发电系统带来的问题,应用超导储能系统提高永磁直驱风力发电系统的低电压穿越能力.研究永磁直驱风力发电系统以及超导储能系统的数学模型,设计相应的控制策略.利用Matlab/Simulink工具箱搭建系统仿真模型,给出不同电网电压跌落状况下,添加超导储能系统前后的仿真实验结果,并对实验结果进行对比分析.结果显示,当电网电压跌落时,超导储能系统能迅速平衡直流母线的功率变化,使直流母线电压保持稳定,直驱风电系统低电压穿越能力得到一定的提高.     

直驱型风力发电系统MPPT研究

基于中小功率风力发电系统中占空比扰动法实现最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)时,在最大功率点附近由于占空比不稳定而导致输出功率出现振荡的现象,提出了改进方法,即在最大功率点附近扰动时采用一种新的变步长方法,不断减小占空比扰动步长,直至稳定于最大功率点.利用Matlab/Simulink软件对系统进行仿真,结果验证了该方法的可行性以及该控制系统良好的快速性和稳定性.     

直驱式风力发电技术及其发展

直驱式风力发电是当前风力发电技术的一种极具潜能的发展方向。首先回顾国内外风力发电的发展情况,在此基础上,分析了风力发电机组技术尤其是直驱式风力发电机组技术,对直驱式风力发电技术中使用的功率调节方式进行了探讨。对直驱式永磁同步风力发电系统的结构与控制进行了分析,并展望变速风力发电的发展趋势。     

无直流电感升压型永磁直驱风力发电系统

针对永磁直驱同步风力发电系统中存在的发电机电流波形差、输出电压低和变换器成本高等问题,提出一种将发电机和变换器一体化设计的新方案。通过引入以永磁发电机电枢电感为升压电感的功率因数校正(PFC)技术,采用平均电流控制法,实现了发电机电流波形与功率因数以及直流母线升压等控制。介绍了新方案的拓扑结构和控制方法,给出了系统工作的参数条件,并搭建了基于dSPACE的快速控制原型实验平台。仿真和实验结果均表明,该方案可稳定提升变换器中的直流母线电压,改善发电机的电流波形及运行功率因数,减小变换器的体积、重量和成本。     

直驱风电系统变流器控制技术研究

直驱风电系统变流器控制技术的全面应用可以提升风电能量转化效率,为电网输出优质电能创造有利的条件。通过对背靠背双PWM全功率变流器技术分析,可以更好的对风电变流器进行电流控制,最终可以找出最优的控制方案,具体为网侧变流器控制技术、电机侧变流控制技术,二者的有效利用对优化直驱风电系统电流控制具有十分重要的价值。     

直驱型风力发电并网逆变器模糊控制方法的研究

详细分析并网逆变器的控制策略,针对传统PI参数不能跟随风速实时变化,出现控制效果不佳的情况,研究采用模糊PI控制方法,该方法能够根据风速变化实时调节,提高并网逆变器对于外部干扰、参数变化的控制效果,使逆变器输出的电流快速跟踪电网电压,达到与电网电压同频同相和提高风力发电并网效率和可靠性的目的,通过在Matlab/simulink仿真软件上进行仿真,验证了方法的正确性.     

直驱式风力发电并网逆变器的仿真分析

对直驱式风力发电并网逆变器工作原理研究的基础上,建立了逆变器在三相旋转坐标系下的数学模型并进行分析。提出了一种基于前馈解耦的双闭环控制策略,同时结合矢量脉宽调制方法(SVPWM)对交流侧输出电流实施有效控制,使其波形正弦且与电网电压同频同相,从而大大减少了对电网的谐波污染,提高了风力发电的并网效率和可靠性。同时,对该方法在Matlab/Simulink中进行了建模与仿真,仿真结果验证了控制方法设计的正确性和可行性。     

永磁直驱风力发电系统故障穿越过程瞬态行为分析

采用非线性模态级数法对故障穿越情况下并网永磁直驱风力发电系统的瞬态行为进行分析,使传统的定性分析转入到定量分析。通过建立系统的数学模型,推导出相应的二阶模态级数模型,并进行了数值模拟和理论分析,得出的系统二阶准谐振边界将参数空间分为正常运行区域和二阶谐振区域。研究结果表明:系统在故障穿越情况下的瞬态过程中存在着丰富的交互模式,特别是存在着很强的二阶交互模式;通过选择合适的参数削弱二阶模态交互作用,可以有效地减小在故障穿越过程中系统振荡的幅值和持续时间。对于系统的二阶准谐振边界,当选择控制参数落入正常状态区域时,能够避免发生二阶谐振,使系统在故障穿越情况下快速实现稳定运行。     

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.     

背靠背式风力发电变流器的仿真研究

为解决风力发电中二极管整流方式的变流器机侧电流功率因数低,且含有丰富的谐波分量问题,分析了背靠背拓扑风力发电变流系统各部分的数学模型,根据机侧变流器和网侧变流器控制策略,建立了背靠背拓扑风力发电变流器、并网逆变器模型,并进行了Matlab/Simulink仿真.仿真结果验证了分析的正确性和系统的可行性.     

直驱型风力发电系统最大功率点跟踪控制策略的研究

风能具有随机性和突变性的特点,而风力机又受限于其机械强度,不易实现最大风能的捕获。以直驱型风力发电系统为例,对实现最大风能捕获的基本方法进行了论述。     

直驱式开关磁阻风力发电功率控制方法研究

介绍了一种直驱式开关磁阻风力发电机的快速功率控制方法.由于开关磁阻发电机内部控制变量多、非线性特性强,同时由于风力机中控制变量多,导致直驱式风力发电系统的功率控制困难.提出了一种新型直接瞬时转矩方法改进直驱式开关磁阻发电机功率控制方法,和传统的基于电流斩波控制方法比较提高了响应速度和减小了稳态下输出功率的波动.     

带电流限幅无功电流注入的LVRT控制策略研究

文章提出一种带电流限幅无功电流注入的低电压穿越控制策略,采用对称分量法分析逆变电压和电流,并进行逆变电压和电流的相关相位角分析推导,由网侧变流器的通态浪涌电流决定了限幅电流的大小,并在已知正序无功电流给定和对逆变电流向量图分析的基础上,反推出负序无功电流给定,在c相接地故障引起电网电压跌落情况下进行了仿真实验研究。研究结果表明,在提出的控制方法下,达到了对网侧变流器过流保护的目的,并通过动态无功电流的注入实现了对电网正序电压的支撑作用和对电网负序电压的压制作用,提高了低电压穿越能力。     

直驱永磁风力发电系统无位置传感器最大功率点跟踪控制

为了从变化的风中获得最大输出功率,当风速变化时发电机的转速也必须跟着变化以维持最佳叶尖速比.因此,转子位置和风速的信息是必不可少的.然而,采用转子位置和风速传感器将降低系统的可靠性和增加成本.因此,本文提出一种新的方法,即采用观测器来观测转子位置和风速,而无需转子位置和风速传感器.仿真结果证明了这个控制方法的可行性.