双馈风力发电空载软并网控制

通过分析交流励磁变速恒频风力发电机组运行特点,将矢量控制技术与滑模变结构控制(SMC)结合起来应用在双馈风力发电机(DFIG)空载并网控制上,得到了一种新型并网控制策略。实验结果表明:在空载并网SMC下,能提高空载定子电压电能质量,DFIG并网时冲击电流较小,控制策略是可行的。     

变速恒频双馈风力发电机并网积分型变结构控制

为了实现变速恒频双馈风力发电机平滑的接入电网,将积分型变结构控制(IVSC)与磁场定向矢量控制相结合,提出了一种空载并网控制策略。控制系统包括两个采用IVSC的电流控制器和一个基于变速积分的电压偏差控制器,以增加系统在全局范围内对各种扰动的强鲁棒性和动态性能。由于IVSC控制的不连续性,会使转子侧电流产生抖振,因此在切换控制中加入了饱和函数,使系统在边界层内产生准滑模运动,以减小转子电流的抖振,降低定子电压的谐波畸变率。利用PSCAD对并网前的空载运行、并网时的过渡过程的仿真结果表明,传统的PI控制相比,该策略对各种扰动具有更好的鲁棒性。     

基于前馈补偿的双馈风力发电控制系统

双馈风力发电系统由于能量转化效率高,变流器的容量较小,而且能独立控制发电机的有功功率和无功功率,成为风力发电的主要形式。但是,当风速变化时容易导致双馈感应电机(DFIG)转子的电流产生冲击,对DFIG的使用寿命产生一定程度的影响。在分析了DFIG动态数学模型的基础上,根据DFIG的交流励磁变速恒频风力发电的基本原理,针对转子侧变流器,提出了一种基于前馈补偿的控制策略。该控制策略有效抑制了转子的冲击电流,并减小了转子电流对DFIG的冲击,延长了DFIG的使用寿命,提高了DFIG的动态性能,进一步提高了DFIG变速恒频风力发电并网运行的可靠性。仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性,不仅能改善DFIG风力发电并网的暂态性能,而且提高了DFIG变速恒频下的稳定性。     

变速恒频双馈风力发电系统及其发展趋势

分析了变速恒频双馈风力发电系统的工作原理。结合风力机特性和双馈发电机特性,说明了变速恒频运行方式下的最优风能捕获策略,并介绍了风力发电系统的滑模变结构控制、自适应控制、鲁棒控制和人工神经网络控制。总结了变速恒频风力发电系统的发展趋势。     

基于电压闭环的双馈风力发电软切入控制

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,严重威胁发电机及电力系统的安全.为研究空载并网技术,设计了一套30 kW变速恒频双馈异步风力发电机励磁控制实验系统.根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特性,采用背靠背变流器作为双馈异步发电机(DFIG)的励磁源.分析了基于旋转坐标系统下的DFIG的数学模型,采用定子...     

变速恒频双馈风力发电系统及其发展趋势

分析了变速恒频双馈风力发电系统的工作原理。结合风力机特性和双馈发电机特性,说明了变速恒频运行方式下的最优风能捕获策略,并介绍了风力发电系统的滑模变结构控制、自适应控制、鲁棒控制和人工神经网络控制。总结了变速恒频风力发电系统的发展趋势。     

双级矩阵变换器-双馈感应电机变速恒频风力发电系统矢量控制

以双级矩阵变换器(TSMC)励磁的变速恒频发电控制系统作为研究对象,对TSMC拓扑结构、调制策略进行了分析,并推导了双馈风力发电机(DFIG)工作原理和数学模型。在此基础上,将TSMC作为DFIG励磁电源,推导了变速恒频风力发电系统定子磁场定向矢量控制策略表达式;其次制作样机对系统进行试验验证,得到空载和亚同步、同步、超同步状态下的部分并网试验结果。良好的试验结果验证了方案的可行性和有效性。     

基于逆系统的双馈变速恒频发电机组的控制研究

传统的双馈风力发电机组(DFIG)采用矢量控制方法,但其比较依赖电机参数,一旦参数有所变化,将会影响系统控制效果。提出了一种基于逆系统的控制方法,通过逆系统理论,构造其状态方程,得到逆系统控制结构,最后建立双馈风力发电闭环控制系统。通过计算机仿真对所提出的方法进行了验证。仿真结果表明,该控制系统在变速恒频运行和发生电压跌落时,能够控制母线电压稳定,保持单位功率因数,实现有功和无功功率的解耦。证明了该控制方法用在变速恒频风力发电系统中具有较好的控制效果。     

2种改进的滑模并网逆变器控制策略

为改善光伏并网逆变器控制系统的动态性能,根据并网逆变器数学模型,提出利用指数滑模变结构控制律和平方根滑模控制律,设计基于改进滑模变结构的单相电流环光伏并网逆变器控制系统.推导了滑模变结构控制在并网逆变器应用的滑模面存在性,并利用李亚普诺夫定理证明了系统稳定性.针对所选滑模控制律存在的非线性可能引起系统抖振的问题,采用单位控制连续化方法,使改进后的控制算法在切换面附近具有高增益特性,使系统具有抵抗干扰和参数摄动的能力.最后对2种控制方法进行了比较,证明改进的指数滑模变结构有更精准的跟随特性.     

双馈感应发电机空载并网的高阶滑模控制策略

围绕双馈感应发电机(DFIG)空载并网问题,将基于矢量控制的电网电压定向技术应用于双馈风力发电的并网发电上,提出一种基于电网电压定向的高阶滑模控制的空载并网控制策略。从分析DFIG的运行特性入手,研究了空载并网控制原理,基于DFIG的空载数学模型,提出了具有鲁棒性的高阶滑模空载并网控制器。对DFIG并网前后的整个过程进行了仿真研究,仿真结果表明,所提出的策略是一种较理想的空载并网方式。     

基于变结构控制的变速恒频双馈风力发电机并网控制

将矢量控制技术、逆系统方法、变结构控制技术相结合,提出了一种新的变速恒频双馈风力发电机空载并网控制策略.双馈异步发电机的数学模型在m一t坐标系下是一个非线性耦合系统.采用逆系统方法将转子电压方程线性化解耦,构造出伪线性系统;然后,设计伪线性系统的变结构控制律;利用Matlab软件搭建了变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型,进行仿真分析.仿真结果表明,所采用的控制策略能够完成发电机平滑接入电网,并网运行效果理想,实现了定予输出有功与无功功率的独立调节.与PI控制方案相比,变结构控制方案具有更好的动态响应性能.     

大型双馈式风力发电机组的运行与控制

可实现最大风能追踪的双馈式变速恒频风力发电技术是当前研究的热点。本文以国家“十一五”科技支撑计划课题“双馈式变速恒频风电机组控制系统及变流器的研制”为背景（2008年6月由我国自行研制的双馈式变速恒频控制系统成功并网发电,并进行了为期半个月的运行考核,各项控制功能均符合风电机组运行要求。这标志着我国已经自主掌握了该领域的控制技术）,在分析风力机运行特性的基础上,对双馈风力发电技术的变桨控制。最大风能追踪控制,解耦控制以及并网控制技术等作了较为详细的分析。并在风力发电现场,对实际控制过程中的最大风能跟踪技术．变桨技术和恒功率控制等技术做了验证。     

基于模糊控制的双馈风力发电空载并网技术研究

对于采用双馈电机的变速恒频风力发电系统,多应用矢量变换方法和PI控制器进行控制,此控制方法依赖于电机参数。将模糊控制技术引入双馈风力发电控制系统。以提高系统的抗发电机参数扰动性。采用Matlab/Simulink建立了各单元模型并进行仿真。仿真结果表明:所设计模糊控制器在空载并网控制中具有很强的鲁棒性和适用性。     

并网型交流励磁变速恒频风力发电系统控制研究

并网型交流励磁变速恒频风力发电系统存在不同的运行区域,各运行区域对应的控制方式有所不同。文中讨论了并网型交流励磁变速恒频风力发电系统的运行区域,指出并网控制和功率解耦控制是发电机重要的控制模式。在讨论双馈异步发电机数学模型的基础上,将磁场定向矢量控制技术应用于发电机控制,探讨了基于定子磁链定向矢量控制的并网型交流励磁变速恒频风力发电系统功率解耦控制策略和并网控制策略。构建了1台10kW的实验机组,对并网控制和功率解耦控制进行了完整的稳态、动态实验研究。实验结果表明,风力发电机控制性能优良,不但可在变速情况下可靠并网,而且并网后还能在变速恒频运行的基础上实现有功功率、无功功率的解耦控制。     

滑模控制在双馈风力发电机功率解耦控制中的应用

双馈风力发电机（DFIG）并网后的功率解耦控制是实现最大风能追踪的关键。针对DFIG的功率解耦控制进行研究,将滑模控制（SMC）与比例积分（PI）控制相结合,得到一种新的双馈风力发电机功率解耦控制策略。控制系统包括PI功率控制环节和滑模电流控制环节。该策略解决了传统的双闭环串级PI控制参数很难整定的问题,同时也提高了整个系统的动态响应和鲁棒性。用PSCAD仿真软件对DFIG并网后的功率解耦控制进行相应的仿真研究,验证该控制策略的正确性。     

变速恒频双馈风电机组频率控制策略的改进

风力发电参与电力系统频率的控制是大规模风电并网需具备的功能.以变速恒频双馈风电机组参与电力系统频率控制为研究对象,对现在研究中提出的在变速恒频双馈电机控制系统中增加频率控制环节进行分析,采用现在研究较为成熟的控制方法和一种改进控制方法进行分析比较,推出了将两者控制方法特点相结合的控制策略,来最大限度地利用变速双馈风电机...     

经VSC-HVDC系统并网的风电场反馈线性化滑模控制

以减少风电场并网对电网的影响及提高并网系统鲁棒性为目的,采用基于反馈精确线性化的滑模变结构控制策略对经高压直流输电并网的风电场系统两侧换流站的控制进行设计。首先建立电压源换流器在dq坐标系下的数学模型,然后采用基于精确线性化解耦的滑模变结构控制方法设计高压直流输电系统两侧换流站,解决传统双闭环控制方法调节能力差以及参数整定困难等问题,进一步提高控制系统的抗干扰能力与动态稳定性,最后在Matlab/Simulink中建立经高压直流输电系统并网的风电场仿真模型,对比加入滑模变结构前后的仿真波形图,验证控制系统的各方面性能。     

滑模控制在双馈风力发电机动率耦控制中的应用

双馈风力发电机(DFIG)并网后的功率解耦控制是实现最大风能追踪的关键.针对DFIG的功率解耦控制进行研究,将滑模控制(SMC)与比例积分(PI)控制相结合,得到一种新的双馈风力发电机功率解耦控制策略.控制系统包括PI功率控制环节和滑模电流控制环节.该策略解决了传统的双闭环串级PI控制参数很难整定的问题,同时也提高了整个系统的动态响应和鲁棒性.用PSCAD仿真软件对DFIG并网后的功率解耦控制进行相应的仿真研究,验证该控制策略的正确性.     

双馈式变速恒频风力发电机的交流励磁控制

双馈电机变速恒频(VSCF)风力发电系统,是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的.本文在分析双馈电机运行原理和励磁控制方法的基础上,设计和构建了基于80C196MC单片机的VSCF双馈风力发电机的励磁控制试验系统,对变速恒频控制、恒压控制、并网控制以及亚同步速、同步速和超同步速三种不同运行状态之间的动态转换控制技术,进行了试验研究,为MW级变速恒频双馈风力发电机励磁控制系统的设计奠定了基础.     

双馈风力发电系统空载并网积分时变滑模控制研究

为了提高双馈风力发电机系统并网性能,将基于定子磁场定向的矢量控制和积分时变滑模控制结合,设计了积分时变滑模控制器。并将时变指数函数引入滑模面,消除到达阶段,确保并网控制系统全局鲁棒性。仿真表明,所设计的积分时变滑模控制策略对电网电压波动和双馈风力发电机参数摄动具有较强的全局鲁棒性,且响应速度快,稳态误差小,保证了定子电压的稳定性,能有效实现空载并网。