兆瓦级变速恒频风力发电机组控制系统

基于定子磁链定向的双馈电机控制理论，采用双PWM变换器结构，完成了兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组的控制系统。其网侧变换器采用电压电流双闭环控制策略，转子侧变换器并网前采用转子电流开环控制策略，并网后采用有功、无功电流闭环解耦控制策略。该系统完成了亚同步、超同步运行时的系统满载实验以及模拟风速变化情况时系统有功、无功功率解耦控制的实验。实验结果验证了控制系统的可行性。     

基于双环控制的双馈风力发电机组控制策略

在分析了双馈风力发电机组运行特性的基础上,提出一种基于双环控制的变换器控制策略。在转子侧,变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,推导出了用转子有功电流和无功电流独立解耦控制有功功率和无功功率的策略,并实现了风能的最大跟踪;在电网侧,变换器采用电网电压定向矢量控制技术,构建了电流内环、电压外环的双闭环PI控制系统。利用PSCAD/EMTDC软件,构建了双馈风力发电机组仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略的有效性和合理性     

双馈变速恒频风力发电机并网控制仿真研究

文章分析了双馈变速恒频发电机的数学模型,并对其并网运行控制策略进行研究。双馈电机使用双PWM变换器为转子侧提供励磁。网侧变换器主要功能是实现单位功率因数控制和稳定直流侧电压,转子侧变换器主要功能是实现风能最大追踪和功率的解耦控制。此外在运行期间风速过大时采用桨距角控制减小原动机出力。最后在Matlab/simulink软件中搭建了风力发电系统仿真模型,通过仿真结果验证了控制策略的可行性。     

直驱风力发电系统三电平变换器控制策略研究

针对基于NPC型三电平变换器的永磁直驱风力发电系统存在的直流侧电容中性点电位不平衡问题继续研究。根据NPC型三电平变换器的特点,采用简化SVPWM调制算法,采用实时电流监测(Real-time Current Detection,RCD)电位平衡控制策略,结合机侧变换器、网侧变换器所采用转子磁场定向控制策略和电网电压定向控制策略,建立了三电平永磁风力发电系统变换器控制策略,在实现最大风能跟踪、有功无功解耦控制的同时抑制了中性点电位不平衡。基于MATLAB/Simulink仿真环境搭建系统模型,通过仿真验证控制策略的可行性和正确性。     

双馈风力发电机变换器的控制方法研究

本文主要研究了双馈感应电机(DFIG)的网侧和转子侧变换器的控制方法。双馈感应电机中转子侧变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,实现了风能的最大跟踪以及有功功率和无功功率的解耦控制。网侧变换器采用电网电压定向矢量控制技术,控制了直流母线电压的恒定以及调节了网侧的功率因素。采用PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件,构建了包括风速模型、风力机模型、变速恒频双馈电机、定子侧和转子侧变换器在内的双馈风力发电机仿真模型。仿真实验结果表明,所提方法是有效、合理的。     

基于反馈线性滑模控制的双PWM变换器研究

针对双PWM变换器谐波污染严重、直流电压波动较大等问题,对双PWM变换器进行分析,建立同步旋转坐标系下数学模型。提出整流侧采用反馈线性化滑模控制策略,电流内环控制通过系统模型的非线性变换实现线性化,电压外环采用滑模变结构控制,实现直流母线电压跟踪,增加系统的鲁棒性。逆变侧采用转子磁链定向矢量控制策略(FOC)。以异步电动机为负载对该系统进行仿真和实验分析,验证该双PWM变换器系统实现整流侧的解耦控制,能够进一步抑制直流电压波动,整个系统具有良好的动静态性能和调速性能。     

双馈风力发电转子侧PWM变换器功率控制策略

根据双馈感应电机(DFIG)的数学模型,详细论述了双馈风力发电系统功率控制原理,分析了转子侧PWM变换器对定子输出功率的控制作用。转子侧PWM变换器采用按定子电压定向矢量控制策略,在实现定子输出有功、无功功率解耦控制的同时也能平滑地调节定子侧功率因数。MATLAB软件的仿真结果和所搭建双馈风力发电系统试验平台的试验结果均验证了控制方案的正确性和可行性。     

双馈风力发电系统双PWM变换器的控制策略研究

介绍了双馈风力发电系统的工作原理,采用双PWM变换器为双馈电机的励磁电源,详细讨论了双PWM变换器的控制策略,建立了基于S函数的转子侧控制器与网侧控制器的仿真模型。仿真结果表明,采用介绍的控制策略,可以实现功率解耦控制、最大风能追踪、变速恒频运行、并网高功率因数运行以及在工作状态切换时直流母线电压的稳定,同时验证了所建模型与控制策略的正确性。     

变速恒频风力发电机空载并网控制策略

将磁场定向的矢量控制技术应用到双馈风力发电机并网控制中,建立了交流励磁变速恒频风力发电机空载并网控制策略,实现了转子侧电流与磁链的解耦控制.为了说明该控制策略的有效性,用Matlab/Simnlink建立了空载并网仿真模型,进行了仿真分析,并在11 kW双馈风力发电系统平台上进行实验验证,仿真分析和实验结果均表明该控制...     

双馈异步电机用双PWM变换器的研究与仿真分析

双馈异步电机运行控制的核心就是其变换器的控制。首先阐述了双馈异步电机双PWM变换器的工作原理及对应控制策略,随后建立了双馈异步电机及转子侧变换器的模型,继而分析了网侧变换器的控制模型,并据此分别设计出了结合前馈解耦的变换器双闭环控制结构框图。在Matlab/Simulink平台下,建立1.5MW双馈异步电机用双PWM变换器仿真模型,仿真结果实现了双馈异步电机用双PWM变换器控制的控制目标,验证了仿真模型和控制策略的可行性和正确性。     

基于超级电容器储能系统的动态电压调节器

设计了一种基于超级电容器储能系统的动态电压调节器，该调节器以超级电容器为直流侧储能单元，采用双向电压型DC/AC变换器进行解耦和前馈补偿控制，采用半桥式电压型双向DC/DC变换器进行双闭环反馈控制。仿真结果验证了该调节器拓扑结构及其控制策略的正确性和有效性。     

交流励磁发电机励磁控制系统实验研究

基于定子电压定向的交流励磁发电机解耦励磁控制策略,采用具有优良输入、输出特性的双PWM变换器,采用高速数字信号处理器TMS320F2812设计实现了交流励磁发电机励磁控制系统。其转子侧变换器采用功率、电流的双闭环解耦励磁控制策略,网侧变换器采用电压、电流的双闭环控制策略。控制系统可实现交流励磁发电机有功、无功功率的解耦控制以及交流励磁变速恒频发电运行,实验结果验证了控制系统的可行性。     

双馈风机联合储能系统的孤岛供电控制策略

提出在传统双馈风机背靠背变换器直流侧加上储能单元,并通过改变负载侧变换器容量扩展储能单元平抑功率波动的能力,设计了一种可孤岛运行的双馈风机系统。该系统转子侧变换器采用功率解耦控制策略,实现最大功率跟踪。负载侧变换器采用恒压恒频控制策略,实现孤岛系统的恒压恒频。切换并网模式时采用频率扰动相角同步控制策略,实现孤岛系统与电网相角快速同步。搭建Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明,该控制策略能够实现风机孤岛系统的稳定运行和并网切换时相角的快速同步。     

大功率变速恒频双馈风力发电变流控制技术

介绍了变速恒频双馈风力发电的基本原理与控制设计,建立包括风力机、双脉宽调制(PWM)功率变换器、双馈发电机在内的风力发电系统.着重以转子侧变换器为研究对象,分析了其实现最大风能追踪,有功功率、无功功率解耦的过程.基于该过程推导数学关系式,建立功率外环、转子电流内环控制的定子磁链定向控制模型,并通过1.5 MW双馈风力发电仿真模型验证了该矢量控制方法在双馈风力发电系统的适用性.     

永磁风电机组零电流矢量控制策略研究

双PWM型永磁风电机组一般采用id=0的矢量控制策略.本文详细介绍了这种控制方法,在Matlab/Simulink平台搭建了并网永磁直驱风力发电系统模型.其中发电机组侧基于转子磁链定向,系统并网侧基于电网电压定向.对系统最大功率追踪时的运行特性进行了仿真试验.仿真结果验证了该控制策略的有效性和优缺点.     

变速恒频风电系统双PWM解耦控制仿真研究

讨论了随机性风速下,非线性变速恒频双馈风力发电系统最大风能捕获控制问题.分析了满足双馈电机能量双向流动的双脉宽调制(PWM)变换器及其数学模型,此处采用双PWM变频器解耦控制策略,转子侧变频器采用定子磁链定向的双闭环控制策略,电流环实现定子无功功率的调节,转速环实现最大风能捕获;网侧变频器采用电网电压定向控制策略,保持...     

基于RTDS/CBuilder的DFIG通用励磁控制模型开发

基于RSCAD/CBuilder采用自定义编程技术开发一套双馈式感应风力发电机(DFIG)的通用励磁控制模型。该模型控制策略依据网侧变换器电网电压定向、转子侧变换器定子磁链定向矢量控制原理;模型的人机交互界面根据面向对象设计理念,形成参数输入对话框;模型的实时运行程序采用C语言编程技术,并针对信号相位提取、相位斜率计算给出相应的设计方法。本文还以实例对比法对所开发模型进行了通用性和精确性验证,结果表明:该模型可便捷地应用于不同系统频率、功率等级DFIG的RTDS仿真实验并大幅提高建模效率。     

双馈风力发电机组转子侧变换器滞环矢量控制技术的研究

变速恒频双馈风力发电系统的交流励磁控制是通过转子侧PWM变换器来实现的,因此对转子侧PWM变换器控制策略的研究与整个风力发电系统的运行和控制紧密相连。常规的控制方法十分复杂,且动态响应性能一般。本文采用定子磁链定向矢量技术,引入滞环电流控制,建立了新的转子励磁控制策略,简化了控制过程,提高了动态响应性能。利用PSCAD/EMTDC平台,仿真研究并验证了该控制方案的正确性和有效性。     

一种改进型的直驱风电系统变流器控制方法

以背靠背双PWM全功率变换器控制的直驱永磁风力发电系统为研究对象,在传统控制策略的基础上,提出了一种改进型变流器控制策略:机侧变流器采用转子磁链定向控制直流母线电压,网侧变流器通过电网电压定向控制流向电网的功率。由于改进型控制策略中的功率环调节在网侧,其能量转换的效率较传统控制策略高,系统的响应速度加快,动态特性很好,稳态后各项参数的性能也很优越。然后,在Matlab/Simulink环境下对这种控制策略进行了仿真分析,并进一步通过实验验证了该控制策略的有效性和可行性。     

交流励磁变速恒频风力发电系统的运行与控制

合理的励磁控制是确保变速恒频风力发电机可靠、高效运行的关键.分析了旋转坐标系下双馈型异步发电机(DFIG)的数学模型,采用定子磁链定向方式推导了DFIG矢量控制策略,并通过DFIG功率控制实现最大风能追踪.采用双PWM变换器作为DFIG的励磁电源,其中网侧变换器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.在10kW机组上进行了包括发电机稳、动态变速恒频运行,最大风能追踪以及网侧变换器控制等内容的实验研究,实现了DFIG功率解耦、最大风能追踪以及相应的变换器工作状态的切换,验证了控制策略的正确性.