双馈风力发电控制系统基础平台的构建与研究

在概述双馈风力发电系统运行原理及现有励磁变换器控制策略的基础上,根据系统数学模型推导了基于电网电压定向的网侧PWM变换器矢量控制策略和基于定子电压定向的转子侧PWM变换器的矢量控制策略,构建了基于英飞凌XC2785单片机的双馈调速、发电系统实验平台,按照从双馈调速到双馈发电的顺序对系统在3种运行状态下稳态性能进行研究,实验结果表明系统能实现双馈调速及双馈发电状态下定子侧变速恒频和功率因数调节,验证了方案的可行性和正确性。     

基于SVPWM的直驱永磁同步风电系统GS-NSC研究

九开关变换器可实现直驱永磁同步风电机组并网运行及电压补偿功能。文章采用空间矢量脉宽调制方法,提高了九开关变换器直流电压利用率,对网侧九开关变换器(Grid-Side Nine Switch Converter,GS-NSC)的控制策略进行了改进。通过设计多种并网点电压故障工况,对直驱永磁同步风电系统的运行特性进行分析,仿真结果表明,网侧九开关变换器在非正常工况下可维持风电系统输出电压稳定,优先向电网注入无功电流支撑电网电压恢复,实现风电系统的故障穿越运行。     

双馈风电系统高电压穿越的节能控制策略

在研究双馈风力发电系统高电压穿越的节能控制问题的过程中,考虑到外部风力环境变化较大,需保持变换器的稳定性节能控制。传统节能控制方法不仅动态及稳态性能差,而且节能控制策略相对复杂。为了提高节能控制效果,提出采用串联网侧变换器的双馈风电系统高电压穿越的节能控制策略,向串联网侧变换器的控制向电机定子侧和电网间添加合理的控制电压,按照电网电压定向的同步旋转,给出d-q轴系下SGSC的电压控制方程,保持DFIG定子端电压不变,过滤DFIG定子磁链中的暂态直流分量。当双馈风电系统电压及电流均不超限时,对转子侧变换器和并联网侧变换器的输出电压矢量进行节能控制,使双馈风电系统为电网提供最大程度的无功支持,快速恢复电网电压。仿真实验结果表明,所提策略具有很高的节能控制性能。     

并网双馈风力发电机矢量控制的改进及实现

分析了传统的双馈风力发电控制策略,并在网侧变换器和转子侧变换器中分别使用了电网电压定向和转子侧定子磁链定向的矢量控制.传统的控制策略比较复杂,对其提出了改进方案,改进后的控制方法大大简便.利用PSCAD/EMTDC平台进行仿真表明,改进后的控制方案是正确的.     

直驱式永磁同步风力发电机的改进Backstepping控制策略

文章推导出网侧变换器在系统参数以及外界干扰影响下的动态模型,提出了改进的Backstepping控制策略,通过引入集总不确定量以及Sgn函数,提高了网侧变换器应对外界干扰的控制效果。此外,依据Lyapunov稳定性判定证明了所提控制策略的稳定性。仿真研究结果表明,文章所提出的控制策略有效改善了网侧变换器对直流母线电压的控制效果以及输入电网的电能质量。     

双馈风电机组网侧变换器L_2增益干扰抑制控制

为减小外界干扰对直流母线电压的影响,实现双馈风电机组网侧变换器的控制目标,文章设计了网侧变换器L2增益干扰抑制控制律。该控制策略以广义Hamilton理论为基础,避免了求解HJI偏微分不等式,减小了建模误差对控制性能的影响。仿真结果表明,文章设计的控制律能够实现系统渐进稳定控制,对外界干扰有较好的抑制能力,改善了控制系统的性能。     

风力发电中PWM逆变器交流侧电感的设计

从稳态和动态电流跟踪两方面出发,提出了风力发电系统中PWM逆变器交流侧电感设计的新方法.为了验证所设计的电感,在MATLAB下建立了风力发电系统中的PWM逆变器数学模型,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式和电网电压定向矢量控制策略.仿真结果表明:用该方法设计的电感能满足系统的要求.从而验证该方法的可行性和正确性.     

交流励磁变速恒频风力发电系统矢量控制研究

基于双馈风力发电机的数学模型和瞬时无功理论,研究了转子侧变换器和网侧变换器的矢量控制策略,提出了双馈风力发电系统从空气动力学系统、机电系统、励磁控制系统完整的模型,以研究系统的暂态特性.以Matlab/Simulink为平台对系统的运行特性进行仿真.仿真结果表明,该控制策略满足变速恒频风力发电系统的要求,可实现最大风能跟踪控制和有功无功功率的独立解耦控制,并可改善系统的低电压穿越能力,实现不脱网运行.     

双馈风力发电机网侧变换器的统一模糊控制策略

双馈风力发电机网侧变换器通常工作在单位功率因数状态下,未充分发挥出其无功调节潜能。文章分析了双馈风力发电机网侧变换器的无功功率调节极限,针对网侧变换器非线性、时变d-q系统,提出了一种统一模糊控制策略,即利用网侧变换器进行无功补偿,同时抑制因风速变化引起的发电机出口电压波动。在PSCAD/EMTDC环境下,通过无穷大电网末端接入1台2 MW双馈风力发电机进行仿真,验证了该统一控制策略的有效性。     

双馈风力发电机网侧变换器的统一模糊控制策略北大核心

双馈风力发电机网侧变换器通常工作在单位功率因数状态下,未充分发挥出其无功调节潜能。文章分析了双馈风力发电机网侧变换器的无功功率调节极限,针对网侧变换器非线性、时变d-q系统,提出了一种统一模糊控制策略,即利用网侧变换器进行无功补偿,同时抑制因风速变化引起的发电机出口电压波动。在PSCAD/EMTDC环境下,通过无穷大电网末端接入1台2 MW双馈风力发电机进行仿真,验证了该统一控制策略的有效性。