永磁直驱风电系统网侧变流器控制策略研究

介绍了永磁直驱风力发电系统网侧变流器的基本结构和工作原理。在建立了网侧变流器数学模型的基础上采用前馈解耦双闭环控制策略进行控制。实现了直流母线电压的稳定及有无功功率的解耦控制。针对传统PI控制器在跟踪和抗扰性能上无法同时达到最优的问题,提出一种基于二自由度PID控制的永磁直驱风力发电系统网侧变流器控制策略。并对二自由度PID控制器进行了化简得到一种简化的二自由度PID控制器。最后在Matlab/Simulink环境下对电网三相平衡状态、单相电压跌落状态及三相电压跌落状态的仿真实验验证了改进控制策略的有效性和正确性。     

变速恒频双馈风力发电机网侧变换器研究

描述了变速恒频双馈风力发电机双PWM网侧变换器的结构特点和运行原理。在分析了双PWM网侧变换器在三相静止坐标系下的数学模型基础上,导出了两相同步旋转坐标系下的数学模型。为变速恒频风力发电机交流励磁电源控制器设计提供了理论依据。     

离网型风电系统混合储能装置控制策略研究

离网型风电系统中引入混合储能装置,能显著提高系统运行稳定性.考虑到蓄电池与超级电容功能上的互补特性,提出了模糊控制与非线性死区特性相结合的方式.利用模糊控制对死区特性的控制参数进行合理的选取,达到优化蓄电池与超级电容充放电过程的目的.基于Matlab/Simiulink平台搭建风电混合储能系统并进行相应仿真,对比使用模糊控制与否时的功率分配效果,得出了上述控制策略对蓄电池在电量充足和电量不足时的充放电有较为合理的控制,延长了储能系统的使用寿命.     

双馈风力发电系统网侧低电压穿越控制策略研究

电网电压跌落是电网常见的故障之一,其会为风电机组的安全持续运行和维持电网的稳定埋下极大的安全隐患。为了解决此问题,论文简述了风力发电机组网侧变流器实现低电压穿越的现实技术方案,分析了电网电压跌落时直流母线电压波动机理,改进了网侧变流器实现低电压穿越的技术方案—前馈控制策略。仿真表明,文中设计的改进方案相较传统方案能减小了直流母线电压的波动,能使系统迅速恢复稳态。     

分频风电系统的控制策略研究

针对高压交流输电系统输电距离不足和高压直流输电系统投入成本过高的问题,提出了一种基于模块化多电平矩阵变换器(M3C)的分频输电(FFTS)系统。在不升高电压等级的条件下,通过降低远距离输电线路中交流电的频率来减小输电的电气距离,从而提高输电功率,实现交流电远距离输电的目的。M3C是一种新型的电力电子变换器,具有可以在高压、大功率和低频条件下稳定运行的特点。提出了一种基于改进电压空间矢量法的M3C控制策略。采用H桥臂两端的电压代替输出端的有功功率,进行脉冲宽度调制PWM控制。根据直驱式风力发电机的最大功率跟踪原理和分频输电系统的频率特性,提出了一种分频输电系统的低频侧频率控制策略,即在追求最大功率的同时,保证输出频率控制在10~20 Hz。最后采用MATLAB/Simulink进行仿真,验证了这两种控制策略的有效性。     

变速恒频双馈风力发电系统网侧变流器控制策略研究

变速恒频双馈风力发电系统通常采用磁链定向、转子磁链定向和气隙磁场定向进行控制,这些控制系统的结构设计复杂,控制精度不高。为了进一步提高风力发电系统的控制效果,论文对变速恒频双馈风力发电系统的双P W M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。     

一种改进的双馈风力发电网侧变流器控制策略

针对不平衡电网中负序分量对双馈式风力发电机组输出电压产生二倍频扰动的影响,该文提出了比例积分谐振控制和变结构滑模变结构控制策略相结合的网侧变流器控制策略。将比例积分谐振控制器作为主控制器,抑制电网电流中的负序分量。滑模变结构作为辅助控制器,通过对实时功率控制,实现输出功率稳定输出。并在Matlab/Simulink平台进行仿真验证,结果表明可有效抑制负序分量对风力发电机组的影响。     

风电系统双馈电机功率优化控制模型仿真

研究风电系统双馈电机功率的精确控制可以降低系统的能耗。当前风电系统多采用双馈感应异步发电机。双馈感应中,不同线路采集的电压不同,不同反馈线路电压互相影响,造成控制电压发生干扰性突变。传统的部分矢量控制方法以最优电压目标进行控制时,很容易受到多路电压相互干扰的影响,造成电压控制信号的暂态峰值和波纹较大,控制失稳。提出一种风电系统双馈电机功率优化控制模型。模型以最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)和低电压穿越(low voltage ridethrough,LVRT)作为功率控制目标,运用神经网络非线性控制策略,以BP(Back Propagation)神经网络代替部分矢量控制,为网侧和转子侧变换器提供参考信号,对有功和无功实现解耦控制。仿真结果表明,神经网络控制具有较好的动态特性,能耗下降。     

永磁直驱风电机组的建模与仿真

针对永磁直驱风力发电机组建立了包括风力机、传动系统、永磁同步发电机、变流器各部分的数学模型;根据最大风能跟踪原理,提出了发电机侧和电网侧变流器的控制策略;在Matlab/Simulink仿真环境下建立了永磁直驱风电机组的仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真。仿真结果验证了所提出控制策略的正确性和模型的合理性。     

永磁同步电机调速系统的多维泰勒网逆控制

针对永磁同步电机(PMSM)的高性能控制问题,在充分考虑时变特性、不确定性以及测量噪声等随机因素的基础上,通过PMSM的逆系统将被控对象补偿成为具有线性传递关系的系统,提出一种基于改进自适应逆控制的控制方案.采用矢量控制的双闭环控制结构,将多维泰勒网逆控制方法引入速度环.首先,对PMSM数学模型的可逆性进行证明以解决非线性系统逆建模的存在性问题;然后,建立新颖的动态网络化控制器-----多维泰勒网(MTN),其具有结构简单、计算复杂度低的优点;最后,为了实现高精度的速度控制,将3个MTN分别作为实现系统建模的自适应模型辨识器、逆建模的自适应逆控制器和噪声干扰消除的非线性自适应滤波器,并将PMSM的动态响应控制和消除干扰的控制分为相对独立的过程进行,同时实现最优控制.仿真结果表明,所提出控制方案能够实现PMSM伺服系统精确的速度控制,具有良好的跟踪性能和较强的抗干扰能力.     

基于双PWM变换器的开关磁阻风力发电系统研究

为实现开关磁阻（SRG）风力发电系统中能量在电网与电机之间的双向流动,提出T一种基于双脉宽调制（PWM）变换器的控制方案。机侧变换器进行矢量控制,调节定子有功、无功功率;网侧变换器控制直流母线电压的稳定,调爷网侧功率因数。分析了双PWM变换器的数学模型,并在其d—q轴数学模型的基础上研究r网侧变换器的控制策略,讨论了通过电网电压定向矢量控制实现交流侧功率因数和直流母线电压控制的方法,并利用空间矢量调制方式（SVPWM）对网侧变换器进行控制。基于E述方案建立了SRG系统仿真模型,仿真结果表明,基于电网电压定向的双PWM变换器矢量控制策略能使SRG系统得到快速动态响应并实现高功率因数输出,从而满足变速恒频（VSCF）发电系统的要求。     

永磁直驱风力发电系统机侧控制策略研究

最大功率跟踪一直是风力发电控制策略研究的热点和难点,本文首先介绍永磁直驱风力发电系统背靠背变流器的基本拓扑结构,然后在建立双Y移30°六相永磁同步发电机数学模型的基础上,基于id=0的转子磁场定向,设计了转速外环电流内环的双闭环控制器。通过监测风速变化实时调整电机转速,以达到最大风能捕获的目的。实验结果进一步验证了该控制策略的正确性与可行性。     

Predictive Direct Torque Control of Matrix Converter Fed Permanent Magnet Synchronous Machines

This work presents a predictive direct torque control method for matrix converters fed permanent magnet synchronous machine drives. A new look‐up table for direct torque control using matrix converters has been developed. The new look‐up table delivers a set of three different vectors, every sample period, that fulfil the torque and flux demands. Based on a predictive algorithm, the voltage vector from the matrix converter ensuring the minimum torque ripple is selected. The system predicts the torque error for each of the three voltage vectors and selects the one that contributes with the minimum error. Simulation and experimental results, which confirm the good performance of the proposed predictive direct torque control using matrix converters are shown.     

分数阶永磁同步电机混沌系统模糊跟踪控制

针对不确定分数阶永磁同步电机混沌系统信号跟踪控制问题,提出自适应模糊控制策略．首先,采用模糊逻辑系统来逼近系统中复杂分数阶函数．然后,基于分数阶李亚普诺夫稳定性理论构造模糊控制器以及分数阶参数自适应律,并在保证所有变量有界的情况下实现系统对已知信号的有效跟踪．最后,通过数值仿真结果验证该方法的有效性．     

永磁同步电机调速系统在缝纫机上的研究

本文针对传统的pID控制和免疫PID控制在永磁同步电机(PMSM)调速系统上进行比较.经测试结果表明,采用免疫PID控制方式的调速系统具有超调量小、响应快速、鲁棒性好、抗干扰能力强等优点.这对于性能要求相当高的缝纫机来说,运用免疫PID控制更能提高其性能.     

混合动力汽车系统中的永磁同步电机控制研究

基于混合动力汽车应用中的电机控制,本文分析了电机运行的最大转矩/电流MTPA、弱磁控制和最大输出功率等阶段的数学模型,提出了基于新型内嵌式永磁同步电机IPM的一种最优化定子电流控制算法,调节不同阶段给定定子电流的交直轴分量,充分利用变流器所能提供的电压和电流容量,以维持系统运行所需要的转矩输出,使得每个时刻电机都能充分利用变流器资源并输出最大功率,可靠性和动态性能都很理想,实现了能量最优化,仿真实验和实际平台实验验证了该方法的可行性和优越性。