考虑铁耗的双馈风力发电系统建模研究

传统双馈风力发电系统建模过程中并未考虑双馈异步电机(DFIG)的损耗,从而降低了系统建模准确性。鉴于此,在传统DFIG模型的基础上,提出了考虑铁耗的双馈电机模型。为了验证考虑铁耗的模型的正确性,在Matlab/Simulink环境下搭建了双馈风力发电机的无铁耗和有铁耗两种仿真模型,并对发电机应用基于定子磁链定向的矢量控制,实现双馈风电系统的功率解耦控制。将未考虑铁耗和考虑铁耗的模型仿真结果进行比较,证明了考虑铁耗的模型的正确性,且考虑铁耗的模型与未考虑铁耗的模型存在差异性。     

基于PSCAD的双馈风力发电系统低电压穿越仿真研究

针对双馈风力发电系统低电压穿越(LVRT)中定转子过电流问题,在电网低电压故障时选择主动式转子Crowbar保护电路旁路转子变流器限制转子变流器电流.基于PSCAD/EMTDC建立了双馈风力机组的仿真模型并在电网三相对称低电压故障下进行了仿真分析,仿真结果验证了主动式转子Crowbar保护电路实现LVRT的有效性.     

基于直接转矩控制的双馈风力发电系统

在分析双馈电机(DFIG)数学模型和直接转矩控制(DTC)基本思想的基础上,提出了分段控制策略;采用MATLAB/Simulink对双馈风力发电机组从低风速到高风速的整体运行作了仿真研究.仿真结果表明分段控制策略是可行的.     

双馈异步风力机BP神经网络空载并网控制

为减小双馈异步风力发电机组并网时对电网产生的冲击电流,降低电压误差,实现柔性并网,在双馈异步发电机数学模型的基础上,对基于定子磁链定向矢量控制的空载并网原理进行分析,利用BP神经网络对PID控制器的参数进行最优调节,建立BP神经网络PID空载并网控制策略;在Matlab/Simulink软件中建立双馈异步风力发电机BP神经网络PID空载并网的仿真模型.通过与普通PID空载并网控制仿真结果的比较表明,该控制策略的响应速度更快,对电网电压的跟踪能力更强,精度更高,是一种良好的并网控制策略.     

双馈感应发电机的微分几何变结构控制方法研究

为了实现变速恒频控制的双馈感应发电机风电系统的良好控制性能,从电机学基本原理出发,建立双馈感应发电机的动态数学模型.根据其数学模型的非线性特性,提出了微分几何变结构控制方法,运用微分几何精确线性化理论,把非线性系统转化成了一个线性系统.在此基础上应用非线性变结构控制理论进行设计控制器.用Matlab对系统进行仿真,结果表明:该控制方法能实现系统的有功功率和无功功率的解耦,进一步验证该控制策略的合理性及控制器设计的有效性和可行性.     

基于PSS/E的双馈风力发电机组低电压穿越仿真分析

以双馈风力发电机组为研究对象,阐述了双馈风力发电机组的低电压穿越基本原理,并以电力系统分析软件PSS/E为开发平台,对双馈风力发电机组的低电压穿越进行了仿真,通过仿真验证了模型的正确性,从仿真结果得出了风力发电机组在电压跌落时和恢复时的性能。     

基于Matlab的双馈风力发电机的模型研究与仿真

分析了双馈发电机交流励磁变速恒频发电运行原理，给出了双馈发电机矢量控制模型，通过Matlab／Simulink仿真，证明了可实现系统输出有功功率、无功功率的独立解耦控制。     

变速恒频双馈风力发电最大功率跟踪控制

为了充分有效地利用风能,发出较高的电能质量,在分析了风力机最大风能捕获机理和双馈电机数学模型基础上,提出了一种基于定子电压定向下变速恒频双馈发电机最大功率跟踪矢量控制策略。为了说明控制策略的有效性,在风速阶跃变化下,利用Simulink建立了双馈发电系统仿真模型及定子电压定向矢量控制模型。仿真结果表明,该控制策略能够快速准确控制风力发电系统进行最大功率跟踪及变速恒频控制。     

大规模风电接入下电力系统调频特性建模与分析

随着电力系统中风电接入比例的不断提高，风电接入对电力系统的影响日益凸显。由于风电具有随机性、间歇性和波动性等特点，风力发电系统的可靠性对电力系统的频率造成较大影响。基于对含风电电力系统动态功率-频率特性的分析，在双馈风电机组的控制系统中增加了一个综合惯性频率控制模块，使得双馈风电机组依靠转子产生的动能完成电力系统的一次调频过程。仿真结果表明，附加的综合惯性频率控制模块能在负荷增加时响应频率变化，从而很好地控制电力系统的频率。     

基于MATLAB的双馈发电机功率突变仿真分析和故障诊断

功率突变现象会直接影响双馈发电机的安全运行,不利于风力发电系统稳定。结合实际工作中遇到的一个双馈发电机功率突变故障,基于MATLAB建立双馈发电机的仿真模型,对双馈风力发电机在发电过程中功率突变的原因进行了仿真分析,揭示了影响功率突变的因素,得出问题发生的可能原因为发电机编码器故障,更换发电机编码器后再次进行全功率试验,确定了故障原因,也验证了MATLAB建模仿真分析的正确性和有效性。     

基于PSAT的风机接入电网模型的研究

为了分析不同类型的风机接入电网后,能否与已有电网兼容的问题,在分析了电力系统仿真软件PSAT内置的5阶双馈风力发电机组机模型及其电压、转速和桨角的控制形式的基础上,根据某1.5 MW双馈风机的机械及电气数据,建立了风机接入电网模型及接入电网的典型接线形式,并在潮流计算模块与时域计算功能模块的基础上,编制了仿真程序,最后在阵风与湍流风模型下对风机转速、电压、功率的变化进行了动态仿真。仿真及研究结果表明,运用该方法分析所得结果与实际的风机特性一致,利用PAST内置的风机模型能很好地进行风机接入电网的兼容性分析。     

PSS/E中的双馈风机模型

针对大型风电场接入电网带来的问题,采用PSS/E 32版本中的双馈式感应风力发电机(DFIG)模型进行了风电场特性及其并网的相关研究。首先对发电机-换流器模型(WT3G)、电气控制模型(WT3E)、风力机及传动轴系模型(WT3T)、桨距角控制模型(WT3P)以及保护模块的工作原理进行了详细分析,并针对WT3G的低压有功逻辑环节、WT3E无功通道中的无功控制和电压控制模块以及有功通道中的速度功率曲线、WT3P中桨距角控制的作用、WT3T中的气动力学模型进行了具体阐述,进而通过具有针对性的典型算例仿真,验证了双馈风机模型的特性和有效性。研究结果表明,闭环电压控制的参数输入对风机电压稳定性具有很大影响,此外PSS/E风机模型中不包含低电压穿越等保护模块,可通过自定义保护模块来满足电网技术规定的要求。     

离子风空气加速器的电源设计

针对电压微小波动对离子风空气加速器负载放电特性影响的问题,设计了一款特殊的高压电源.电源的硬件电路设计包括主控制电路、功率场效应管(MOSFET)的驱动和保护电路、采样反馈电路、高压升压电路和多倍压整流电路;软件设计包括主控芯片PIC的系统配置、脉宽调制(PWM)占空比及频率设定、主程序及中断子程序流程图.最后,通过M...     

永磁直驱风电系统建模及其机电暂态模型参数辨识

针对基于双脉宽调制(PWM)变换器的永磁直驱风电系统的运行特性,分析了风力机特性、电机侧变换器和电网侧变换器的控制策略,利用Matlab/Simulink建立了反映电力电子开关动作的永磁直驱风电系统详细模型,并在此基础上根据同步电机3阶暂态模型,建立了直驱风机的机电暂态数学模型,采用粒子群算法(PSO)对模型进行了参数辨识。仿真结果表明,该详细模型能够描述永磁直驱风电系统对不同风速的响应,实现风能的最大功率跟踪;机电暂态数学模型与详细模型特性接近,能够从总体上反映永磁直驱风电系统对端电压变化的有功、无功响应,PSO参数辨识有效。研究结果表明,所建立的详细模型能够用于控制方式的研究以改善输出特性,机电暂态模型能够用于研究电网与永磁直驱风电系统的相互影响。     

大功率直驱风力发电系统直流侧电压复合控制策略

在开发大功率直驱型风力发电双脉宽调制（PWM）变流器的过程中,为有效抑制由于电机侧有功功率及电网电压的突变而导致的直流侧电压的大幅波动,提出了一种闭环控制与前馈控制相结合的直流侧电压复合控制策略,即在电流控制环中引入机侧有功功率和电网电压前馈控制。仿真实验有效验证了该方法的可行性。研究结果表明,这种控制策略与传统单纯的直流侧电压闭环控制相比,有更快的响应速度和更强的抗扰性能,有效地提高了系统的鲁棒性。     

基于PSCAD的变速恒频双馈风力发电机组并网稳定性仿真研究

简要介绍了变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,通过建立变速恒频发电机在由坐标系下的数学模型,以及基于PSCAD的系统仿真模块,对变速双馈风力发电机组和恒速鼠笼型风力发电机组的并网稳定性进行仿真分析与比较。结果表明,变速恒频双馈风力发电机组具备更好的小干扰稳定性和暂态稳定性,同时,可以在风速发生变化时通过进行变桨或变速运行调节功率,实现最大风能捕获。     

一种用于电机铁芯磁性能测试的恒流源

针对电机铁芯磁性能测试中保持磁场强度H的波形为正弦形的问题,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)全数字实时控制的逆变恒流源。分析了正弦波逆变电源斩波和逆变控制的一般方法和特点,控制系统前级采用同步Buck电路对母线电压斩波,斩波输出电压经过PI闭环控制实现了其在突加、突减负载时的稳定性。控制系统后级通过对电感电流的PID闭环控制和单极性正弦脉宽调制(SPWM)方式,实现瞬时跟踪给定的交流恒流源控制。实验结果表明逆变恒流源具有很好的静、动态性能和稳定性,输出信号谐波含量少,负载适应能力强,很好地实现了系统设计的要求。     

双馈风力发电系统的PWM变流技术

为了研究双馈风力发电系统的双脉宽调制（PWM）变流器的控制策略,分析了双PWM变流器的主电路拓扑,建立了基于三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系的数学模型,给出了变流器的电压矢量控制方案。研究了电压空间矢量脉宽调制（SWPWM）技术,并利用逻辑函数的卡诺图化简法来判断扇区。在Matlab／simulink环境下对其进行了仿真研究,其结果表明双PWM变流器是理想的励磁变频电源。     

基于PLC的风力发电机组控制系统研究

为解决风力发电机组在恶劣环境下安全可靠运行的问题,提出了一种以A—B公司的可编程逻辑控制器（PLC）作为主控制器的控制系统。在分析该控制系统工作原理的基础上,设计了风力发电机组的PLC控制逻辑系统、上位机监控系统和以太网通讯系统,并进行了初步的可行性验证。实验结果表明,该风力发电机组的控制系统运行安全稳定。     

基于PLC和直流电机的风力发电模拟平台试验研究

为解决风力发电中的风能利用问题,以直流电机为原动机,搭建了基于BECKHOFF PLC的永磁直驱风力发电模拟试验平台,并使用KingView组态软件开发了人机交互界面。风力发电模拟平台采用DC Driver来实现直流电动机模拟风机的转矩控制,采用下位机控制软件TwinCAT PLC集成的PID算法实现永磁同步发电机的转速控制,从而实现风力机的转矩特性模拟和永磁同步发电机的最佳转速追踪控制。最后,在所搭建的实验平台上对基于最佳叶尖速比的最大风能捕获控制方案进行了试验研究。研究结果表明,模拟风机可以动态地追踪最大功率点,验证了风机模拟平台的有效性。