基于RTDS的DFIG系统并网控制策略研究

风力发电机控制系统空载并网控制策略直接关系到发电机并网瞬间对大电网稳定的影响,通过对双馈型异步发电机空载并网情况下网侧变流器和转子侧变流器控制策略进行了研究,分别采用定子磁链定向和定子电压定向控制策略实现了空载并网和网侧变流器控制,将发电机参数的有功分量和无功分量进行了解耦控制,同时保证功率因数的恒定.在实时数字仿真平台中搭建了双馈型风力发电系统的空载并网模型,仿真结果验证了所提出控制策略的正确性.     

并网型双馈发电机功率控制模式研究

提出了一种基于定子磁场定向的并网型双馈发电机励磁控制模型.采用空间矢量的概念,对系统耦合量的处理方式进行了详细分析.研究表明,采用上述控制方案,在实现并网型双馈发电机定子端口有功和无功功率独立控制的同时,带反电势前馈补偿的电流内环控制器,能够有效抑制电网电压的波动,并提高整个系统的动态响应性能.     

双馈风力发电机空载并网控制

推导了基于定子磁链定向空载并网数学模型,设计了双馈风力发电机并网控制系统,以TMS320F2812为控制器进行了发电机定子电压幅值、频率、相位、相序的有效控制.通过实验样机的并网实验,证明双馈发电机能够在不同转速下顺利、平稳地实现并网,从而验证了控制方法的正确性.     

变速恒频双馈风力发电机并网控制

变速恒频双馈风力发电机实现无冲击电流并网的关键是控制双馈电机定子电压的幅度、相位和频率与电网电压高度一致。通过建立并网前后双馈风力发电机系统的数学模型,分析了定子电压频率、幅值及相位与转子励磁电流、转子转速之间的运行规律,提出定子磁场定向转子电流闭环控制策略。实验结果表明,该控制策略能准确实现发电机柔性并网,并且完成有功功率和无功功率的解耦控制。     

双馈式风力发电系统的运行控制与建模仿真

建立包含风速、风力机、风力机机械控制部分、双馈发电机及发电机电气控制部分的双馈式风力发电系统模型.基于最佳叶尖速比(即最大风能利用率),给出速度和桨距角控制器的控制策略.采用定子磁链定向的矢量控制技术,对双馈发电机转子进行交流励磁控制,实现发电机有功、无功功牢的解耦控制.对风力发电系统的空载并网及低风速下的发电运行进行仿真,验证了双馈式风力发电系统建模和控制的正确性与有效性.     

双馈风力发电机并网控制研究

根据双馈风力发电系统的运行特点,基于定子磁链定向的矢量控制技术,考虑转子电流动态调节,推导了双馈电机空载并网数学模型,设计了双馈风力发电机空载并网控制系统.基于Matlab/Simulink仿真平台,对双馈风力发电机空载并网控制模型进行仿真分析及实验验证.仿真和实验结果验证了控制方法的正确性和有效性,利用所提出的并网控...     

风力发电系统并网控制的研究

在介绍变速、恒频双馈风力发电系统空载运行基本原理、步骤的基础上,探讨基于变速、恒频双馈风力发电机数学模型和基于定子磁场定向控制的双馈风力发电机并网控制原理和基于S函数的变速、恒频双馈风力发电系统的并网控制模型.对突变风速情况、渐变风速情况、正弦波风速情况的仿真结果进行了分析,所得结果验证了理论分析的正确性和系统的可靠性...     

独立运行双馈发电机矢量控制技术研究

根据双馈发电机的数学模型，对系统耦合量的处理方式进行研究，在强迫定向的定子磁场定向控制策略的基础上，针对独立运行双馈发电机系统的控制目标建立相应的励磁控制模型，并分析和比较了并网型和独立运行双馈发电机系统在构成以及控制策略上的异同。实验结果与理论分析均表明，双馈发电机独立运行时，定子输出电压以及定子磁链标准唯一取决于等效的定子磁化电流，与负载大小无关，而定子出口输出功率唯一取决于负载大小；而负载一定时，定子输出电压、定子磁链以及定子出口输出功率等都取决于等效的定子磁化电流。     

双馈风力发电机的精确线性化解耦控制

针对基于近似线性化模型的双闭环矢量控制稳定性差、抗扰能力弱的缺点,应用多变量非线性控制理论,对并网型双馈风力发电机进行了精确线性化解耦控制研究.在建立双馈发电机空间状态方程的基础上,运用逆系统方法将双馈发电机精确线性化成有功功率和无功功率两个一阶线性子系统,并运用内模控制理论对其进行综合以提高系统的鲁棒性,提出了并网型双馈风力发电机的逆系统内模控制策略,并进行了实验验证.结果表明,该控制策略可以实现双馈发电机有功功率和无功功率的完全解耦,并具有更高的控制精确度和稳定性.     

矩阵变换器励磁的双馈型发电机软并网控制

双馈型风力发电机并网时,将不可避免对电网产生冲击电流,过大的冲击电流不仅会缩短电机的使用寿命,增加电网电压波动,甚至可能会造成并网的失败。采用矩阵变换器作为交流励磁系统,把矩阵变换器等效为虚拟整流器和虚拟逆变器,直接将电网电压的幅值和相位作为给定值,定子电压作为反馈值,简化了复杂的解耦控制,实现对矩阵变换器虚拟逆变侧的电压幅值和相位控制,使双馈型风力发电机定子电压跟随电网电压,从而减少并网时的冲击电流,实现与电网软并网。实验结果表明,并网时冲击电流较小,验证了控制策略的可行性。     

双馈风电机组无功控制方式对系统频率稳定的影响

以PSS/E和PSS/E WIND为平台,建立了基于双馈感应发电机的风电场等值模型,结合一个含两座大规模风电场的算例系统,仿真分析了双馈风电机组（DFIG）两种无功控制方式对系统频率稳定的影响.研究结果表明,无论是风速扰动、负荷扰动还是短路故障,与恒电压控制方式相比,恒功率因数控制均有利于系统的频率稳定.     

双馈风电机群并网系统时变最优潮流的优化追踪方法

针对风力发电功率不确定性引起的风电系统并网点及内部节点的电压协调控制在优化速度上难以追随的问题,建立了双馈风电机群并网系统时变最优潮流的优化追踪模型,并给出了模型的在线快速求解方法.在实时量测、通信技术使风电系统可观测的前提下,该模型和求解方法着眼于极短优化周期内风电系统状态量变化微小的特点,通过保留泰勒展开一阶项使模型线性化,得到时变的线性优化模型,实现模型的毫秒级求解,从而实时追求风电系统的最优潮流状态.该方法利用双馈感应发电机有功、无功功率间时变的调节范围,协调各机组的有功、无功功率输出,以挖掘双馈风电机群电力电子化技术下的快速调控潜力.对某实际双馈风电机群并网系统进行算例分析,分析结果表明该方法能够有效缓解并网点和内部节点的电压问题,实现风电系统的时变最优潮流追踪.     

基于PIR控制器的电压不平衡下双馈风力发电机转子侧变流器控制

针对电网电压发生不平衡故障时,并网运行中的双馈风力发电机会出现有功功率、无功功率、电磁转矩震荡及并网电流不对称的现象。在正反转同步旋转坐标系下建立双馈风力发电机数学模型,推导了三种控制目标下正负序电流指令值,并提出一种应用比例-积分-谐振控制器的新型转子侧变流器控制方案,弥补了传统控制策略电压不平衡故障影响系统稳定性的短板,简化了控制系统结构,增强了双馈风力发电机故障穿越能力。通过MATLAB/Simulink仿真验证了控制策略的可行性和有效性。     

变桨距型双馈风电机组并网控制及建模仿真

变桨距型双馈风电机组在并网过程中,转子励磁控制虽然具有良好的定子电压调节效果,但是对转子转速缺乏控制。针对该问题提出了结合变桨距系统调整转子转速,共同完成并网的方案。由于双馈发电机并网前后的控制策略不同,分析了控制系统间无扰切换的方法。采用分开建模、分时仿真的思路建立了风电机组模型,实现了风机并网全过程仿真,研究结果证明了本文所提方案的有效性。     

双馈风力发电机组系统接入与稳定运行仿真

分析了包含大量异步风力发电机组的风电场并网运行后对电力系统静态和动态稳定性的影响。从系统接入和稳定运行的角度研究了双馈风力发电机组及普遍采用的定子磁链定向矢量控制策略在提高风电系统稳定性方面的优势与不足。以实际机组为例在PSCAD/EMTDC平台上建立了仿真模型，结果表明双馈风力发电机组在风速发生变化时不仅能够以变速恒频方式运行并追踪最大风能，且电网电压也比传统鼠笼式风力发电机组更为稳定。在系统发生最严重的三相接地故障时，风电场具有更好的暂态稳定性。     

基于自抗扰控制的双馈风力发电系统最大功率追踪研究

为了实现双馈风力发电系统在额定风速以下运行时发电功率的最大输出与平稳运行,提出一种电流内环与自抗扰控制（ADRC）速度外环的控制方式,使双馈风力发电机（DFIG）电流与转速能快速响应风速变化,进行最大功率追踪。仿真分析验证了ADRC控制具备优良的抗干扰性能与应变性,能够实现风力发电系统的最大功率追踪。     

双馈风机的动态稳定分析

本文探讨了双馈型风电场并网后对地区电网动态稳定性的影响。建立了风电机组的空气动力学模型、轴系模型及桨距角控制系统模型;并在此基础上推导了风电场接入后的地区电网动态稳定特征值分析的状态矩阵。对风电机组接入的广西电网动态稳定性的影响进行全面的仿真分析,仿真证明,通过调整风电场的接入位置,以及采用变速风电机组的稳定控制模型,这两种方式能够有效改善系统阻尼,增强系统动态稳定性。     

变速抽水蓄能用双馈发电电动机的无功V形曲线研究

变速抽水蓄能用双馈发电电动机在维持有功功率输出的同时,可充分利用其功率裕量,成为稳定无功源,灵活参与系统调压调相。为研究双馈发电电动机的无功特性,在分析双馈发电电动机电气量关系的基础上,建立基于转子电流-定子电流的双馈发电电动机V形曲线,可简单直观地反映变速抽水蓄能用双馈发电电动机无功特性。研究了不同工况下双馈发电电动机V形曲线的变化规律。最后,基于RTLAB平台进行硬件在环测试,测试结果表明双馈式变速抽水蓄能机组具备类似同步电机的无功特性,同时也证明了所提分析方法的正确性和有效性。     

双馈异步风力发电机建模与仿真研究

阐述了双馈异步风力发电机的工作原理,并建立了双馈异步发电机的数学模型;分析研究了双馈异步发电机并网前定子电压控制与并网发电后的有功无功控制原理;在STAR-90仿真支撑平台上建立仿真模型,并进行了仿真和实验,验证了双馈异步发电机模型和控制模型的正确性和有效性。     

电网故障下并网异步风电机组的暂态特性分析

研究了由笼型和双馈型异步风电机组组成的风电场并网后风电机组的暂态行为,并对比分析了在同一接入点接入不同比例容量的笼型异步发电机和双馈异步发电机时,外部三相短路故障对风力发电机组电压和转速的影响。提出了在双馈型风电机组中采用一种PI控制器,以提高风电场的稳定运行能力的方案。仿真结果表明,故障清除后,能有效地提高风电机组的稳定运行能力。该试验结果可为风电场的建设提供参考。