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。     

双馈风力发电矩阵式变流系统动态解耦研究

针对背靠背双PWM变流器励磁的双馈风力发电存在功率因数低以及传统矢量控制策略存在动态解耦性能不佳的问题,提出采用非线性控制策略的双级矩阵变换器励磁双馈风力发电系统解决方案。通过输入输出线性化解耦控制理论,将双馈风力发电系统精确为一个线性化系统,采用矢量坐标变换和非线性控制策略,实现对双馈风力发电系统高性能解耦控制,提高了系统的动态性能,提升了系统的响应速度。结合系统各部分的控制目标,搭建整个系统的仿真模型,仿真结果表明采用双级矩阵变换器及其非线性控制策略可实现双馈风力发电有功和无功功率的解耦控制和最大功率点跟踪等性能指标,达到风力发电控制的要求。     

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.     

双馈风力发电系统故障不脱网运行能力研究

论述了变速双馈风力发电系统电网故障时的控制策略,提出了电网故障时转子过流保护、机械振荡阻尼控制、电压支持控制和无功功率泵升控制等策略,并通过仿真分析了三相短路故障时变速双馈风电系统的动态性能,采用该文的控制策略可有效保护变换器,抑制机械振荡,提供一定的电压支持和无功功率泵升能力,使双馈风电系统具有较好的故障不脱网运行能力,并提高了整个电力系统的稳定性.     

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。     

基于RTDS小步长算法的并网双馈风力发电系统故障仿真研究

为研究并网双馈风力发电系统故障实时运行特性,根据双馈风力发电机并网动态数学模型,在实时数字仿真平台（real time data simulator,RTDS）上搭建基于小步长元件的2 MW双馈式风力发电系统的仿真模型,其“背靠背”变流器采用经典的矢量控制策略。在风力发电系统并网母线故障情况下,分别对风机机械功率与发电机电磁功率的运行特性和背靠背变流器两侧功率及电压等变化情况进行仿真研究。仿真结果表明,故障时基于小步长算法的双馈风力发电系统具有良好的动态性能,同时验证所采用控制策略的有效性。     

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     

双馈感应风力发电系统电流控制策略研究

由双馈发电机q-d坐标系下基本数学模型,推导出双馈发电机的转子电流和转子电压、磁链之间的关系模型。文章研究了双馈风力发电系统转子侧电流控制策略框图,计算选择PI控制器参数。利用MATLAB/SIMULINK平台自行建立了1.5 MW风力发电系统整体仿真模型。运行该系统模型,得到了双馈发电机转子电流、电压,滤波器输出电流及定子电压等信号波形曲线。仿真结果验证模型及控制器的正确性,证明PI控制器能够满足双馈风力发电系统的稳、准、快等性能指标。     

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。