变速恒频无刷双馈风力发电机的建模与仿真

建立了包括风速、风力机和风力机机械控制部分、变速恒频无刷双馈风力发电机的整体动态数学模型；应用MATLAB软件中的SIMULINK环境，以建立的数学模型为基础搭建了变速恒频无刷双馈风电机组仿真模型。以渐进风和随机风为例，对仿真模型进行分析。仿真结果表明了变速恒频无刷双馈风力发电机良好的运行特性及模型的正确性，并为无刷双馈电机在风力发电系统的进一步应用研究提供了可靠的理论依据。     

变速恒频风力发电机组建模与仿真

建立了包含风力机、双馈发电机及发电机电气控制部分的变速恒频风力发电机组的整体动态数学模型；以该数学模型为基础应用MATLAB软件搭建了用于研究变速恒频风电机组和固定转速风电机组并网特性的数字仿真工具。并以风速发生阶跃变化及风速发生不规则扰动为例，仿真比较了具有相同参数的变速和固定转速的风电机组相应物理量的响应特性。仿真结果表明了所建模型的正确性及变速恒频双馈电机具有良好的动态特性。     

考虑变频器特性的变速恒频双馈风力发电机组控制策略的研究与仿真

以并网型变速恒频风电机组中双馈发电机的运行特性及连接于发电机转子部分的脉宽调制(PWM)控制的电压源型交-直-交变频器的结构和机理为基础,在假设变频器采用理想开关器件,即忽略电子器件的换相重叠、损耗,并只考虑变频器直流电容充放电的动态过程而不计频率调节的动态变化过程的前提下,提出了基于定子磁场旋转坐标系统下的变速恒频风电机组电气控制部分的控制策略并设计了相应的H控制器.同时基于MATLAB软件建立了变速恒频双馈风力发电机组的仿真模型,并以渐变风和随机风模式为例,针对提出的控制策略对变速恒频双馈风力发电机组的并网运行特性进行了仿真研究,仿真结果表明了该控制策略的合理性及控制器设计的有效性,同时也说明了双馈发电机在保证有功输出的情况下能够有效地调节无功功率,保证变速恒频风电机组的稳定运行.     

变速恒频双馈风电机组最大风能捕获非线性控制策略

针对变速恒频双馈风电机组,讨论了基于空气动力转矩和风速估计的最大风能捕获问题.在分析了风力机特性和双馈感应发电机基本电磁关系的基础上,建立了变速恒频双馈风电机组非线性数学模型,并运用反馈线性化理论设计了非线性控制器.该控制器具有2个输出变量,即发电机转子侧d轴和q轴电压分量.q轴电压分量用于强迫风力机运行于最优转速,实...     

变速恒频双馈风电机组恒功率非线性控制

为了有效减少变速恒频双馈风电机组额定风速以上时的功率和转速波动,提出了一种同时考虑桨距角和双馈感应发电机转子励磁电压调节的新型恒功率控制策略。在分析风力机特性和双馈感应发电机基本电磁关系的基础上,建立了变速恒频双馈风电机组的非线性数学模型,并利用反馈线性化理论设计了非线性控制器。仿真结果表明,所提出的控制策略与现存的仅...     

变速恒频风力发电机组的无功功率极限

根据变速恒频风电机组的工作原理，建立了变速恒频风电机组的稳态数学模型，该模型考虑了风力机、双馈电机及其转速控制的稳态特性。在此模型的基础上，提出了计算变速恒频风电机组无功功率极限的方法，并对一变速恒频风电机组进行了计算分析，验证了所提方法的可行性。     

联网风电机组风速-功率特性曲线的研究

介绍了变速恒频风力发电机的基本运行机理及其PSASP/UPI仿真模型的开发原理。采用统计学方法分析了风电场中风电机组的实测运行数据，并在此基础上重新建立了适用于联网风电机组仿真模型的风速–功率特性曲线。仿真结果表明，该曲线更接近于风电机组的实际运行情况，在变速恒频风力发电机的仿真模型中，采用上述曲线能显著提高仿真的精确性。     

变速恒频风电机组并网运行的暂态稳定性分析

以变速恒频风电机组并网为研究对象,利用MATLAB/Simulink环境以及M文件建立了仿真系统的动态数学模型,包括风速、风力机、机械传动部分、双馈电机系统以及同步发电机系统5个部分,其控制部分采用先进的、应用较为广泛的双PWM协调控制实现能量的双向流动。详细介绍了仿真的方法和过程,并以风电场接入朔州电网为例进行了暂态稳定分析,结果表明基于M文件和Simulink相结合的程序化方法可以有效地进行电力系统暂态分析与计算。并以风速扰动、风电场出口短路及风电机组与系统解裂故障为例,仿真验证了所建模型的正确性以及变速恒频风电机组能提高风电并网的暂态稳定性。     

1.5MW双馈式变速恒频风电机组控制系统研究

变速恒频风电机组具有风能转换效率高、能吸收阵风能量、可以实现发电机和电力系统的柔性连接、“零冲击”并网、运行噪声小等优点，是国际上现代风力发电的主要发展方向之一。文章针对变速恒频风电机组的变速控制方式进行了研究，且以兆瓦级变速恒频风电机组为模型，对几种变速控制策略进行了仿真。并在对分析仿真结果的基础上，结合大型变速恒频风电机组的整机特点和控制方法的可行性，采用了功率闭环的变速控制策略；最后在自主研发的1．5MW变速恒频风电机组控制系统及变流器样机上，对变速运行的功率控制策略进行了大量实验和长期的现场试运行，验证了变速控制方式的可行性与实用性。     

变速恒频双馈风电机组的动态等值方法

为研究大型风电场接入对电力系统的影响,提出一种变速恒频双馈风电机组动态等值方法。文中首先建立了单台变速恒频双馈风力发电机的数学模型,在此基础之上利用容量加权平均法,分别对风力机、发电机及其控制系统进行等值;然后利用单纯形法对控制系统参数进行寻优,得到风力发电机组的等值模型;最后在PSCAD/EMTDC软件平台下分别建立了风力发电机组的全仿真模型和等值模型,仿真结果表明这种等值方法是可行的。     

基于PSCAD/EMTDC的双馈式变速恒频风电机组动态模型仿真

以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC为平台，应用电机矢量控制原理与比例-积分调节器串联校正等方法建立基于双馈感应发电机的变速风电机组控制系统模型，并将该模型与PSCAD/EMTDC模型库中的已有模型相结合，形成基于双馈感应发电机的变速风电机组动态模型。依据变速风电机组的运行特性对该模型进行校验并验证其有效性，该模型为研究基于双馈感应发电机的变速风电机组的工作特性提供了新的手段。     

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。     

含变速恒频风电机组并网后的配电网无功优化

目前对广泛采用的变速恒频风电机组并网后的配电网无功优化问题还少见有研究。分析了变速恒频风电机组有功功率特性,建立了含变速恒频风电机组的配电网无功优化模型,并分析了风速变化对风电机组输出有功功率的影响。采用二进制粒子群优化算法对配电网中有载调压变压器和并联电容器组等无功控制变量进行优化,通过算例分析验证了该方法的有效性。     

基于PSCAD/EMTDC变速恒频风电机组控制系统仿真

控制系统使变速风电机组具有了诸多优越性能，同时也在很大程度上决定了变速风电机组的运行特性，准确模拟控制系统的工作特性是建立变速风电机组动态模型的关键。为此，以电磁暂态仿真软件PSCAD／EMTDC为平台，应用电机矢量控制原理与PI调节器串联校正等方法建立了基于双馈电机的变速风电机组控制系统，并依据变速风电机组控制目标的要求校验了控制系统性能，验证了控制系统的有效性。     

变速恒频双馈风电机组分段分层控制策略的研究

针对并网后变速恒频双馈风电机组的优化运行及其与电网的协调问题,依据分段分层控制思想,提出了变速恒频风电机组的并网控制策略:按照风速将风电机组的控制分为两个阶段,即低风速的最大风能追踪控制阶段和高风速的恒功率控制阶段,同时依据分层思想将风电机组电气部分的控制分为参考值的整定和对参考值的跟踪两层控制.利用该分段分层控制策略,对北方某风电场及其接入系统中风电机组的运行特性和接入系统中关键性节点的电压特性进行了仿真分析,结果表明该控制策略不但可以实现风电机组的优化运行,而且能较充分地发挥风电机组中双馈发电机的无功调节能力,提高风电机组并网后的电压稳定性,保证全网无功优化运行.     

3D FEM analysis,dynamic modeling,and performance assessment of transverse flux PMSG for small‐scale gearless wind energy conversion systems

The transverse flux permanent magnet synchronous generator has a great potential for use in direct‐drive wind energy conversion systems due to its large pole numbers, high torque, and power density. This research work develops dynamic model of a single‐side transverse flux permanent magnet synchronous generator for use in a small‐scale gearless wind energy conversion system. For acquiring the parameters of the considered generator, required for dynamic modeling, 3D finite element model of the machine is developed and analyzed in both magneto‐static and transient modes. Field‐oriented control approach is employed for tracking maximum power point from the variable wind speed. The simulation results illustrate an accurate response of the system to the wind speed variation and proper performance of the developed dynamic model and control approach of the system. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于ANFIS的风力发电机组变桨距控制

风速的随机变化对风力发电机组变桨距控制提出了更高的要求,提出基于自适应神经模糊推理系统（Adaptive Neural Fuzzy Inference System,ANFIS）的风力发电机组变桨距控制策略,构造了风力发电机的数学模型,将实测的发电机转速和实际的发电机转速的误差作为控制器的输入,在随机风速下对自适应神经模糊推理系统控制器进行实验仿真分析.实验结果表明,采用自适应神经模糊推理系统控制的风力发电机组变桨距控制具有良好的鲁棒性和动态性能.