新型无刷双馈变速恒频风力发电系统的建模与数字仿真

无刷双馈变速恒频风力发电系统具有可靠性高和能够最大限度地实现风电能量转换等一系列优点。介 绍了无刷双馈风力发电机及其变速恒频风电系统的组成,建立了基于Simulink技术的发电机仿真模型,研究了该 种发电机的变速恒频控制技术。仿真研究初步验证了发电机模型与控制策略的正确性。     

双馈风力发电机功率特性的理论分析及实验研究

在磁场定向矢量控制的基础上,对变速恒频双馈风力发电机的功率特性进行了理论分析,建立了双馈发电机功率因数、功角特性、有功功率控制的数学模型并讨论了控制参数和运行状态对功率特性的影响.仿真和实验结果基本一致,直观地反映了变速恒频双馈风力发电机的功率特性,验证了所提出的双馈发电机的功率控制模型的正确性.     

基于PSCAD的并网型风机建模及仿真

建立了包含风速模型、风力机模型、发电机模型和控制系统模型的风力发电机组的整体动态数学模型;应用PSCAD软件,以建立的数学模型为基础搭建了变速恒频风电机组仿真算例;并以短路故障和渐变风干扰为例,对由一台单机容量为2 MW变速恒频风电机组并网后的运行特性进行了仿真研究.仿真结果表明了变速恒频风电机组良好的运行特性及影响该机型风机稳定的因素.     

变速恒频风力发电系统及其控制技术研究

为了最大限度地利用风能,风力发电系统应采用变速恒频控制策略。分析了鼠笼异步发电系统、双馈发电系统、无刷双馈发电等变速恒频风力发电系统的原理、性能及特点,通过对比各种风力发电机和各种控制方法的优缺点,对未来风力发电机和风力发电控制技术的发展趋势做了展望: 风力发电机大型化;采用变桨距和变速恒频技术;风力发电机采用直接驱动;采用智能化控制等。     

变速双馈风电机组低电压穿越功能仿真

分析了变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,建立了包含变频器的双馈风力发电机组动态数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件搭建了并网型双馈风力发电机组的仿真模块,通过仿真试验分析了外部电网故障下变速恒频双馈风力发电机组的低电压穿越功能,为变速恒频双馈风力发电机组在大型并网风电场中的应用提供了可靠的理论依据     

变速变桨距风力机监控过程动态仿真

介绍了级联式无刷双馈发电机的结构和发电原理,根据异步电机的电压方程和坐标变换理论,推导出无刷双馈电机的转子机械速dq坐标系下的数学模型,并进行了Matlab建模和仿真.仿真结果验证了该数学模型的正确性,并为级联式无刷双馈变速恒频发电系统的进一步研究提供了理论基础.     

级联式无刷双馈发电机的仿真研究

介绍了级联式无刷双馈发电机的结构和发电原理,根据异步电机的电压方程和坐标变换理论,推导出无刷双馈电机的转子机械速dq坐标系下的数学模型,并进行了Matlab建模和仿真.仿真结果验证了该数学模型的正确性,并为级联式无刷双馈变速恒频发电系统的进一步研究提供了理论基础.     

变速恒频双馈风力发电机有功、无功解耦控制研究与实现

双馈发电机有功功率、无功功率解耦控制是变速恒频风力发电系统的关键技术,在分析双馈发电机有功功率、无功功率解耦控制规律的基础上,给出了基于定子磁场定向控制策略的实现方案,然后利用Matlab工具对该控制方案进行了仿真研究,最后设计和构造了基于TI公司MS320F2407DSP的变速恒频双馈风力发电机有功功率、无功功率解耦控制实验系统,仿真和实验结果表明该控制策略能够有效地实现双馈发电机功率的解耦控制,为兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组励磁变换器的研制奠定了基础。     

兆瓦级变速恒频风力发电系统控制策略研究

在剖析双馈异步发电机工作原理的基础上建立了其两相同步旋转d-q坐标系下的数学模型,采用定子磁链定向矢量控制策略对变速恒频双馈风力发电系统输出有功、无功功率实现了解耦控制,设计了双馈异步发电机转子侧变换器的双闭环控制系统。以联合动力公司UP77/1500 IIA LT1.5 MW变速恒频双馈风力发电机组为研究对象,在MATLAB/Simulink平台下对系统进行了仿真试验。结果表明,在该控制策略下兆瓦级风电机组具有良好的运行特性。     

无刷双馈风力发电系统双空间矢量调制矩阵变换器励磁控制

矩阵变换器具有低频性能好、功率因数可调节、四象限运行等特点,以矩阵变换器为无刷双馈风力发电机的励磁控制器,可建立交流励磁变速恒频风力发电系统。采用双空间间接矢量控制策略控制矩阵变换器输出电流的幅值、频率、相位,从而调节发电机控制绕组电流的幅值、频率、相位,实现无刷双馈风力发电系统的变速恒频运行及功率因数控制。采用C语言编写数字信号处理器控制系统程序,实现双空间间接矢量调制策略,复杂可编程逻辑器件实现四步换流和产生双向开关矩阵控制信号。通过实际风力发电机组平台进行了相关试验,结果验证了控制方案的有效性。     

Simulation of grid connection and maximum power point tracking control of brushless doubly-fed generator in wind power system

In this paper, based on the analysis of the mathematical model in a common synchronous reference frame of the brushless doubly-fed generator (BDFG), the grid connection strategy and maximum energy extraction control were both analyzed. Besides, the transient simulation of no-load model and generation model of the BDFG have been developed on the MATLAB/Simulink platform. The test results during cutting-in grid confirmed the good dynamic performance of grid synchronization and effective power control approach for the BDFG-based variable speed wind turbines.     

Two-axis model development of cage-rotor brushless doubly-fedmachines

A two-axis model of a cage-rotor brushless doubly-fed machine (BDFM) which is suitable for machine and BDFM drive system dynamics studies is presented. The technique enables the two-axis model to be derived from a detailed model recently developed for investigation of design aspects of the machine. Unlike the conventional approaches to self-cascaded machines analysis, this method permits analysis of the machine characteristics in both dynamic and steady state conditions, and also facilitates machine and drive system design by directly correlating machine performance with machine structure and parameters. The approach allows the machine parameters to be calculated from machine geometry and developed into the model parameters     

变速恒频风力发电机组动态模型及并网研究

分析了风力发电系统的特点,着重介绍了变速恒频（Variable Speed Constant Frequency,VSCF）风力发电机组运行的基本原理．在此基础上,探讨了风力发电机组各部分的仿真建模,并分析了目前适用于不同条件下的双馈感应式异步发电机（Double—Fed Induction Generator,DFIG）变速恒频（AC—Exited Variable Speed Constant Frequency,AEVSCF）风力发电机的数学模型。对含变速恒频风机电网系统的故障扰动过程进行仿真分析．结果验证了建模的正确性。在故障扰动的最后对未来风电机组建模的研究重点提出了一些建议。     

双馈电机变速恒频风力发电系统研究

结合双馈发电机特性,分析了双馈电机变速恒频风力发电系统的工作原理。重点介绍了变速恒频运行方式下双PWM变换器的原理和定子磁场矢量控制系统的设计,并提出了以ARM作为核心控制器的控制系统结构,对系统矢量控制部分进行了仿真实验。     

风电机组可靠性建模和动态过程分析

在重点分析双馈感应发电机工作特性的基础上,建立了风电机组可靠性模型,同时对风电机组整个动态过程进行了分析.仿真结果表明风电机组获得最优能量的同时在低风速、额定风速、高风速都具有很好的工作性能.     

Fault-tolerant control of an open-winding brushless doubly-fed wind power generator system with dual three-level converter

To improve the fault redundancy capability for the high reliability requirement of a brushless doubly-fed generation system applied to large offshore wind farms, the control winding of a brushless doubly-fed reluctance generator is designed as an open-winding structure. Consequently, the two ends of the control winding are connected via dual three-phase converters for the emerging open-winding structure. Therefore, a novel fault-tolerant control strategy based on the direct power control scheme is brought to focus in this paper. Based on the direct power control (DPC) strategy, the post-fault voltage vector selection method is explained in detail according to the fault types of the dual converters. The fault-tolerant control strategy proposed enables the open-winding brushless doubly-fed reluctance generator (BDFRG) system to operate normally in one, two, or three switches fault of the converter, simultaneously achieving power tracking control. The presented results verify the feasibility and validity of the scheme proposed.     

风电场接入电力系统最佳接入点选择

分析了风力发电的特性,建立了基于双馈感应风力发电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)的风力发电系统的动态数学模型。利用MATLAB/Simulink仿真软件,对风电场接入典型电力系统的接入点选择进行了仿真。仿真结果表明,通过合理选择风电场的接入点,可以减小风电场对电力系统的影响。     

基于RTDS的风电场等值建模与验证分析

针对风电场运行条件复杂、运行工况动态变化导致风电场输出功率的分散性问题,采用数理统计方法对风电场外特性进行稳态等值,考虑到大型风电场所处地形复杂、机群分布不规则带来的风速差异性问题,以风电场内长时间尺度实测风速数据作为特征变量,采用改进动态聚类算法进行机群划分,进而基于风电场参数对等值机模型的参数进行聚合辨识。基于RTDS实时数字建模及仿真试验分析结果表明,建立的风电场等值模型能够准确地反映风电场在不同风速及电网侧短路故障下的动态特性,可用于含双馈风电机组风电场接入电力系统稳定性分析。