基于LabVIEW的风电变流器智能监测系统

系统旨在实现对风电变流器的实时监测.传感器检测变流器运行中的多路电压、电流及温度信号,然后将信号经电路调理后传到以PXI为总线的数据采集设备,并采用基于LabVIEW 2009的软件平台对信号进行滤波、曲线拟合、谐波分析、故障报警等处理.该系统已被应用于风电变流器的开发调试中,它能够准确地反映变流器暂态和稳态运行时的状态,且具有界面友好、测量精度高、可扩展等特点.     

基于CANBUS的高速采样虚拟示波器软件的设计与实现

风电变流器系统非常复杂,要观测的物理量非常多,对监控软件的实时性和稳定性要求较高。该文从实际的工程应用出发,设计了一款适用于风电变流器实时监控的虚拟示波器软件。软件采用VS2010编程,充分利用了MFC的多线程技术和消息机制,为用户提供了友好的人机界面,实现了对风电变流器参数的高速实时采样、实时显示、实时保存等功能,保证了对风电变流器运行状态的实时监控。文中给出了软件的整体构架,详细介绍了软件各个部分的设计与实现,并对软件的运行效果进行了测试,给出了软件的运行效果图。通过测试,虚拟示波器软件波形显示正常,运行稳定,各部分功能满足设计的要求。     

基于SKiiP技术的IPM在风电变流器中的应用

风电变流器的设计主要趋势是:首先,在尽量降低损耗的情况下,提高功率密度;其次,发电系统由定速进化为变速系统;再次,还要尽量提高电流的正弦度等。基于这样的条件,目前风电变流器重要采用1700V的器件来实现。     

风电系统变流器控制策略研究

介绍了直驱风电机组双PWM变流器的拓扑结构及工作原理,建立了风电机组风力机、永磁发电机及双PWM变流器的数学模型。基于MATLAB/Simulink建立了机组仿真模型并进行了仿真分析,结果验证了双PWM变流器控制策略的可行性,满足并网变流器的控制要求。     

基于VMD小波包能量熵的风电机组变流器故障诊断方法

变流器是实现风电机组并网运行的关键电力装备，在外界环境因素、内部电压电流应力作用下，其功率器件易发生机械或电气故障。该文提出一种基于变分模态分解(VMD)小波包能量熵与支持向量机(SVM)的永磁同步风电机组变流器故障诊断方法。首先，对风电机组网侧变流器的输出电流进行变分模态分解，得到多个固有模态分量；然后，利用小波包分解提取出各模态分量的小波包能量熵作为故障特征向量，以减少故障特征的维数。最后，将约简的故障特征向量输入SVM中进行训练和故障识别。研究结果表明，所提方法可对网侧变流器的典型单一和双开路故障进行诊断，对提升永磁同步风电变流器的可靠性和安全性具有现实指导意义。     

基于风电网侧变流器虚拟阻尼控制策略的研究

由于风电变流器LCL滤波电路存在谐振问题,为提高风电变流器系统稳定性,目前无源阻尼技术和有源阻尼技术是实现滤波器谐振峰值抑制的有效方法,其中有源阻尼方案是近年来研究的热点。本文通过对LCL型风电并网变流器的入网电流闭环特性进行分析,提出一种基于LCL滤波器的电容电压反馈改进有源阻尼控制方法,在控制环节中构建滤波器增加闭环控制系统的阻尼抑制谐振的发生,提高系统稳定性,不增加额外硬件成本和系统损耗。通过搭建基于双馈感应发电机组网侧变流器仿真模型,对文中提出改进的控制策略进行验证,理论分析和仿真结果证明提出的虚拟阻尼控制策略具有有效性和可行性。     

并网型直驱式风电机组的仿真分析

分析永磁直驱风电机组的优点并建立各部分的数学模型,根据变流器的数学模型。提出变流器机侧和网侧的控制策略,能够实现风电机组有功功率和无功功率的独立控制,获得较好的电能质量;利用仿真软件MATLAB／SIMULINK建立永磁直驱风电机组的模型,仿真了机组在风速阶跃变化时的运行时情况,仿真结果验证了模型的正确性。     

利用BESS提高双馈风电机组低电压穿越能力

该文详细介绍了双馈风电机组基于电流解耦的转子侧和网侧变流器矢量控制方案以及转子侧变流器的Crowbar滞环控制保护方法;在分析电池特性的基础上建立了电池储能系统(BESS)的数学模型及其串级控制策略;结合算例仿真表明在双馈风电机组的直流侧安装BESS装置可以有效维持电网故障期间直流侧母线电压的稳定,从而提高风电机组的低电压穿越能力。     

大功率直驱风电机组变流器的功率器件热负荷分析

风速变化和风机的空气动力特性对风电变流器功率半导体器件热负荷特性的影响亟待研究。针对这个课题,对风电变流器在风速稳定和变化剧烈情况下的功率半导体器件结温进行了计算和研究。其中研究对象为兆瓦级直驱风力发电机组,研究中使用了非定常叶素动量理论中的空气动力模型,并从风速频谱的角度研究了功率器件的热应力。研究结果表明,风电机组较强的惯性使得半导体器件热特性稳定,但风速对功率器件损耗占比有影响,同时低频风速变化对损耗也有影响。     

直驱风电并网变流器的低电压穿越技术研究

风力发电作为可再生清洁能源的一种,近年来在国内电网中所占比重不断增加,而风电机组的低电压穿越能力密切影响着机组的安全稳定运行。现针对直驱型全功率风电变流器,在增加chopper电路及改进原有控制策略的基础上,成功实现了变流器的低电压穿越功能以及对电网的动态无功支撑;并开发样机进行试验,验证了该方案的有效性和合理性。     

小型水平轴可变偏心距风力机输出特性分析

由于机械强度和发电机容量等限制，当超过额定风速后小型风力机的输出功率值会不断增大，因此需要采取有效措施控制输出功率。设计了一种具有功率调节功能的水平轴可变偏心距风力机，并对单台1.5 kW可变偏心距风力机样机进行了流场数值模拟及风洞试验。研究结果表明：随着偏心距的增大风轮内外表面最大压力向一侧集中分布，风力机后方速度的亏损程度逐渐降低；当超过额定风速12 m/s后，风力机发生左右偏心可使输出功率值减小，当风速为15 m/s、偏心距为75 mm时，左右偏心所对应的最低输出功率分别为1 353 W和1 539 W，调控误差分别为9.8%和2.6%。上述结果充分验证了可变偏心距风力机功率控制的可行性，同时也为风力机电控系统的设计提供了理论及试验依据。     

基于PLC的变速恒频风力发电机控制系统设计

基于双馈式异步变速恒频风力发电机组的工作原理,详细地分析了包括启动过程、转速控制、桨距控制等部分的可行性控制策略,设计了一套以P LC为控制核心的控制系统。该控制系统采用西门子S7-1214C PLC和上位机为硬件基础,搭配合理的软件设计,基本实现了包括全自动启动、追踪最优功率曲线、超高风速恒定功率输出的控制目标。系统实现了风力发电机的安全可靠性运行和高发电率。     

风电机叶片设计参数的整体优化

分析叶片在非设计点的气动性能和功率控制方式,研究叶片在实际运行风速范围内的风能利用系数,建立不同优化模型,设定实度最小或能量输出最大为优化目标,运用数学规划和遗传优化算法,对叶片气动参数进行优化设计,得到了1.2MW风机叶片整体优化的设计结果。经对比和仿真计算,可知整体优化后,叶片气动性能得到改善。     

永磁直驱风力发电机的单位功率因数控制

伴随着大功率半导体器件的快速发展,直驱风力发电在高功率密度以及可靠性等方面显示出了其重要优势,成为变速恒频风力发电的重要趋势之一.在开发2 MW大功率双PWM永磁直驱风力发电变流器的过程中,深入研究了机侧变流器的控制.在机侧变换器变换功率指令给定条件下,分析了永磁发电机的负载单位功率因数控制问题,提出了增加约束方程以确定电机端电压的稳定控制方案.通过仿真实验,验证了所提方案的可行性,目前正应用于原型机的试验验证.     

尖速比对风力发电机发电效率的影响

本文采用实验和数值分析相结合的方法,针对影响风力发电机输出性能的尖速比因素进行研究,通过尖速比的变化对风力发电机的输出功率、电流、电压以及风能利用系数的影响分析,找到了尖速比对风力发电机的输出功率、电流、电压以及风能利用系数影响程度,为设计或制造提供参考。     

液压型风力发电机组的转速和转矩解耦控制

以液压型风力发电机组为研究对象,输出高质量电能为研究目标,针对机组存在的转速和转矩解耦问题展开研究。建立定量泵-变量马达液压传动系统数学模型。从液压传动系统出发,探究影响机组电能输出质量的关键因素,分析该多输入-多输出系统存在的耦合问题,并采用前馈解耦补偿控制方法解耦。分析变量马达和比例节流阀对液压系统输出转速与转矩的控制规律,得到基于高电能质量控制的转速和转矩解耦控制器。以30kVA液压型风力发电机组半物理仿真实验台为基础,针对提出的控制方法展开研究。仿真和实验结果表明：液压型风力发电机组输出的转速和转矩实现了解耦控制,有效地实现了液压传动系统的稳速控制和传输功率波动的平滑控制。研究结果为液压型风力发电机组高质量电能输出控制和电网友好性能提高奠定了基础。     

变速恒频风力发电技术综述

风力发电正在以前所未有的速度发展,变速恒频风力发电是一门新技术。简要介绍了风力发电机的组成和分类。通过和恒速恒频风力发电机进行比较,分析了变速恒频风力发电技术的优点。比较了几种适适用于变速恒频风力发电的发电机组,对各自的原理进行了比较详细的阐述。最后展望了风力发电的前景。     

海上风力发电现状与发展趋势

介绍了国外海上风电发展现状,提出了风电技术的发展降低了海上风电开发的成本,政府支持是海上风电发展的主要因素。从海上风能资源评估、风电机组及风电场设计等方面论述了海上风电技术的发展。研究结果表明,海上风电技术朝着低成本、大风电机组等方向发展,对我国海上风电发展具有参考价值。     

风力机与液力变速传动装置匹配工作特性研究

通过对液力变速传动装置应用于风力发电系统运动规律的分析,得到了适应变化的风轮转速、保持恒定发电机输入转速的风轮转速与液力变矩器涡轮输出转速应保持的关系。根据传动系的功率分流原理及能量平衡方程,推导了液力变矩器泵轮输入功率占风轮功率的比例以及液力变速传动装置的总体传动效率关系式。结合风力机特性进行了液力变矩器涡轮输出工作特性的分析,综合评价了影响传动效率的主要因素。针对低转速比和高转速比两种型号的液力变矩器进行了系统的匹配计算,为液力元件的选型与设计、差动轮系及定轴轮系关键结构参数的选取提供了参考。
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SRG风力发电系统最大风能追踪控制研究

针对在实验室条件下实现SRG风力发电系统的最大风能追踪控制的问题,对风力机的运行特性及其模拟实现方案、开关磁阻电机的工作原理及其控制方法等方面进行了研究,并对风力发电系统中实现最大风能追踪的控制策略进行了介绍,提出了基于转速反馈的SRG发电系统最大风能追踪控制方案,同时对直流电机进行了转矩控制以实现风力机输出特性的模拟.在SRG风力发电系统平台上对风力机模拟系统进行了测试评价,并进行了变风速条件下的最大风能追踪试验.研究结果表明,直流电机能够有效模拟风力机的输出特性,控制简单,抗干扰能力强,基于转速反馈的MPPT控制方法能够在风速变化时快速调节SRG输出,准确地实现最大风能跟踪.