变速恒频双馈风力发电系统仿真研究

阐述变速恒频双馈风力发电系统工作原理,在分析双馈异步发电机的动态数学模型的基础上,介绍了一种基于定子磁链定向的矢量控制方法,实现对电机的有功功率和无功功率的解耦控制,进而实现最大风能追踪。在DFIG转子励磁电源的研究中,重点讨论基于电网电压定向矢量控制技术的网侧变换器的控制方法,以实现网侧变换器交流侧单位功率因数控制和直流环节电压控制。Matlab仿真结果证明了控制策略的正确性和有效性。     

变频技术在风电设备中的应用

主要围绕变频技术在风电设备中的应用展开研究,以变速恒频双馈风力发电机为研究对象。对发电系统中交流励磁控制方式常见的变频装置进行了比较分析,对选择的双PWM变换器交流励磁变速恒频风力发电系统的两个控制单元——网侧PWM变换器和转子侧PWM变换器进行了控制策略分析及仿真。     

变速恒频双馈风力发电转子侧控制技术的研究

针对转子侧功率变化频繁和直流母线电压波动剧烈的问题,首先设计了交流励磁变速恒频双馈风力发电系统的框架结构,进而对背靠背PWM变流器的控制策略进行了研究。建立了转子侧变流器控制模型,设计了基于定子电压定向（SVO）矢量控制的变速恒频双馈风力发电系统方案,利用Matlab/Simulink构建系统模型并进行了仿真,仿真结果表明控制策略和技术的可行性,系统实现了有功功率、无功功率的解耦控制和最大风能跟踪控制。最后,构建了一台11 kW实验机组,并进行了系统稳态实验研究,验证了方案的可行性。     

无刷双馈风力发电控制策略研究

本文研究了为实现最大风能捕获和有功、无功功率解耦控制的无刷双馈发电机的定子磁链定向矢量控制策略,并建立了变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型,通过仿真验证了理论、模型和控制策略的正确性、可行性。     

双馈风力发电系统网侧变换器控制策略研究

为了进一步提高风力发电系统的控制效果,论文对双馈风力发电系统的双PWM变流器进行了详细的分析,针对网侧变流器建立了数学模型,对网侧变流器的控制策略进行了研究,并采用电压、电流双闭环控制策略对系统中的网侧变流器进行控制。仿真结果显示,双闭环控制策略系统经过短暂的振荡之后能够快速实现状态的转变,达到预期效果。     

双馈风力发电系统网侧变换器控制研究

基于三相PWM整流器的矢量控制原理，建立了网侧变换器输入电流控制所需的d-q模型，详细分析了交流励磁双馈风力发电系统网侧变换器的双闭环控制原理，提出了d、q轴电流的状态解耦控制策略，在此基础上研制了一套网侧变换器，实验表明，该变换器能够获得单位功率因数的正弦输入电流和稳定的直流输出电压，能够实现能量的双向流动，具有良好的动、静态特性。     

矩阵变换器在变速恒频风力发电中的研究与应用

矩阵变换器直接将电能从输入侧变换到输出侧,能够四象限运行,输入功率因数可为单位1,没有直流电容,输入电流输出电压为只含有高次谐波的正弦波,硬件实现比较简单。文章将矩阵式变换器应用于双馈电机的交流励磁器,建立了以矩阵式变换器为交流励磁器的变速恒频风力发电系统。采用直接功率控制和矢量控制结合的DPVC控制法,该方法使得变速恒频系统能够在不同风速下最大程度地获得风能,高质量发电,并实现有功、无功功率的独立调节。仿真结果验证了该方案的正确性和有效性。     

变速恒频风力发电用双PWM变换器的协调控制

文章首先分析了双馈风力发电机的原理以及其数学模型,然后分析了变速恒频风力发电技术采用双PWM变换器常规控制策略,在此基础上提出了采用双PWM变换器的协调控制策略。最后利MATLAB/SIMULINK软件对整个风力发电系统进行仿真。结果表明此策略实现了风力发电机的变速恒频运行,另外在定子电流变化的同时,保持了恒定的功率因数,实现了对双馈感应电机的有功功率和无功功率的独立控制。     

变速恒频双馈风力发电系统最优风能捕获控制

从分析风力机运行特性出发，研究实现最优风能捕获的系统控制方法。并采用定子磁场定向的矢量控制技术，对双馈发电机转子进行交流励磁，实现发电机有功、无功及转速的独立控制，从而获得最大风能捕获的高效发电运行。仿真结果验证了文中所提出控制策略的正确性和有效性。     

基于MPPT的变速恒频双馈风力发电系统控制策略

充分利用风能是风力发电控制的主要目的之一,为达此目的,本文基于风力机特性和双馈风力发电机的数学模型,提出了一种不依赖于风速测量来实现双馈风力发电系统最大功率点追踪(MPPT)控制的策略。该策略应用定子磁链定向矢量控制技术,对双馈发电机进行有功功率和无功功率的解耦控制,然后通过对发电机输出有功功率进行控制来间接得到与风速相对应的最佳叶尖速比和最优转速,从而实现最大功率点追踪(MPPT)控制。仿真结果证实了基于该方法,双馈风力发电系统在风速变化过程中能自动寻找并追随最大功率点,且控制相对简单,运行可靠,有较高的实用价值。     

PrimePACKTM模块在风力发电系统中的可靠性考虑

双馈方案由于其功率变换单元小、风速调节范围广、响应快等特点,是目前风力发电中应用最为广泛的一种解决方案。本文主要针对PrimePACK(英飞凌最新的大功率模块)在双馈系统的寿命问题进行讨论。     

Modeling and Control of Brushless Doubly-Fed Induction Generators in Wind Energy Applications

The development of the brushless doubly-fed induction generator (BDFIG) system and flexible power flow controller for the wind energy conversion is proposed in this paper. The system employs two cascaded induction machines to eliminate the brushes and copper rings in the traditional DFIG. The dynamic model of BDFIG with two machines' rotor electromechanically interconnected is presented and the control strategy for flexible power flow control is developed. The independent control of the active and reactive power flows is achieved by means of a four quadrant power converter under the closed-loop stator flux oriented control scheme. The experimental results obtained verify the proposed controller scheme, which allows wide operational range and reactive power control.     

直驱永磁风力发电机的控制策略研究

以直驱式永磁同步电机和变流器为对象,提出了电机侧变流器和电网侧变流器分开控制的控制方法。在电机侧采取基于最佳叶尖速比的最大风能跟踪可以在起动风速、额定风速和功率恒定三个区域最大限度地捕获风能。在电网侧采用直接功率控制策略,动态响应性能优异,算法本身也相对简单,实现了网侧功率因数恒定。系统基于MATLAB/Simulink软件的仿真波形和分析结果验证了所提出的控制策略的正确性。     

A Fault Tolerant Doubly Fed Induction Generator Wind Turbine Using a Parallel Grid Side Rectifier and Series Grid Side Converter

With steadily increasing wind turbine penetration, regulatory standards for grid interconnection have evolved to require that wind generation systems ride-through disturbances such as faults and support the grid during such events. Conventional modifications to the doubly fed induction generation (DFIG) architecture for providing ride-through result in compromised control of the turbine shaft and grid current during fault events. A DFIG architecture in which the grid side converter is connected in series as opposed to parallel with the grid connection has shown improved low voltage ride through but poor power processing capabilities. In this paper, a unified DFIG wind turbine architecture which employs a parallel grid side rectifier and series grid side converter is presented. The combination of these two converters enables unencumbered power processing and robust voltage disturbance ride through. A dynamic model and control structure for this architecture is developed. The operation of the system is illustrated using computer simulations.     

三相故障时双馈风力发电机并网稳定性的改进

为使风电并网后的能够稳定运行,从双馈风电机组的自身特点为角度分析双馈风力发电并网对电网系统稳定性的影响,以Matlab/Simulink为平台搭建风电并网的模型,模拟仿真双馈风机在三相故障时加入两种无功补偿装置后的情况,比较得到最优的无功补偿装置以改进风电在并网时的稳定性。结果表明,静止同步补偿器在提升风电并网电力系统稳定性比SVC静态无功补偿器方面有更好的效果。