水电一体式电抗器在直驱型风机变流器中的应用

介绍直驱型风机变流器的原理及其电感电路的特点,结合大功率风电变流器的特点,提出风电变流器滤波电路采用水电一体式散热的电抗器设计方案。实践表明,风电变流器滤波电路采用水电一体式电抗器后,应用效果良好。     

基于被动整流拓扑的直驱型风机变流器

介绍了基于被动整流拓扑结构的风电变流器原理及其在3MW风力发电机组中的应用情况,提出了基于被动整流拓扑电路结构的风电变流器应用于直驱型风电机组的设计方案。根据设计方案制造的3MW风电变流器装置,经验证后投入到风电场的风能转换利用中。应用实践表明,直驱型风电机组配套基于被动整流拓扑的风电变流器后取得了很好的应用效果,为全系列的直驱型风电机组提供了更广泛的配套方案,同时也为大功率级风电机组研究提供了参考依据。     

一种基于CR-CD型电路的直驱风机变流器IGBT过电压保护电路研究

针对直驱风力发电系统中变流器IGBT存在过电压脉冲的问题,基于IGBT的物理模型及C型、钳位二极管、RC型和RCD型四种过电压保护电路提出了一种新型CR-CD(Capacitor resistor and capacitor diode)过电压保护电路。首先,分析了CR-CD过电压保护电路的工作原理,论证了CR-CD过电压保护电路抑制过电压脉冲的优良性能。其次,详细设计了过电压保护电路的参数。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建了CR-CD型过电压保护电路仿真模型,分别在恒定和变化负载电感两种工况下进行仿真对比分析。结果表明:CR-CD过电压保护电路不仅可以有效地抑制过电压脉冲,还能起到避免因电容造成的过电压脉冲衰减延迟以及缩短IGBT关断时间的作用。     

应用在直驱风电领域的新型矩阵变流器

伴随风电行业直驱化、大容量中压化的发展,新型的全功率矩阵式交交变流器有了全新的应用领域。本文就矩阵式变流器的技术原理、应用在直驱风电领域的灵活结构以及系统技术特长进行了总结性的说明。     

直驱风电系统变流器控制技术综述

电力电子变流器作为风力发电与电网的接口,即对风力发电机电机控制,又要输出优质电能。因此对电子变流器的控制策略非常重要。对网侧变流器控制策略、机侧变流器策略和低电压穿越控制策略进行了分析。最后展望了变流器控制技术发展趋势。     

永磁直驱式风电变流器整流侧过电压抑制方法

永磁直驱式风电变流器在风电系统中扮演着重要角色,但整流侧过电压问题一直是影响其安全稳定运行的关键因素,因此提出了一种针对永磁直驱式风电变流器整流侧过电压的抑制方法。首先,分析了整流侧过电压的产生机理,包括电网电压波动、风力变化等因素对整流侧电压的影响。然后,设计了一种基于负荷能量泄放回路和储能单元的过电压抑制策略,当检测到直流母线电压过高时自动投入负荷泄放回路,消耗掉富余能量,抑制直流侧过电压,同时通过在直流母线上设计专用储能单元,将富余能量转移到储能系统中存储,故障恢复后或按需要将所存储的能量馈入电网。此外,还探讨了如何通过电力电子双向变换设备将储能单元接口到变流器的直流母线,以实现能量的高效利用和电压的稳定控制。     

直驱风机机网侧变流器统一建模及其弱电网下稳定性研究

随着电网中风电占比不断攀升,弱电网下风电并网的稳定性问题愈加受到关注。针对风电并网的稳定性问题,现有研究常常将机侧和网侧解耦,分别对两侧进行简化分析其稳定性,但从时间尺度的角度来看,机侧和网侧动态是存在耦合的,现有的建模忽略了这一耦合。文章针对弱电网下风电并网的稳定性问题,建立机侧和网侧变流器控制的统一模型,并给出了考虑机侧和网侧变流器控制的稳定性分析方法,对比传统的阻抗分析方法,文章采用的分析方法更加精确,最后利用simulink仿真对分析结果进行了验证。     

大型电励磁直驱风机电力变换系统全功率“背靠背”试验平台研究

正为了解决大型电励磁直驱风机电力变换系统样机研制及规模化生产测试难题,提出了全功率"背靠背"试验技术方案,重点介绍了电气拓扑及其所涉及到的关键技术和工作模式。最后,介绍了试验项目所参照的有关标准和试验方法,给出了部分试验数据结果并进行了分析。     

永磁直驱风电变流器控制策略及仿真研究

根据矢量控制原理提出了机侧和网侧PWM变流器的控制策略,分析了永磁直驱风电系统双PWM变流器的电路结构及其工作原理,建立了永磁直驱风电系统中包括风力机、传动系统、永磁同步发电机、双PWM变流器等各部分的数学模型;在MATLAB/SIMULINK仿真环境中建立了永磁直驱风电系统的仿真模型并进行了动态仿真。仿真结果表明:采用双PWM变流器的永磁直驱风电系统具有优良的动、静态性能,可以良好的控制永磁同步发电机,最终输入电网的电压、电流波形接近正弦且谐波含量小。验证了系统仿真模型的正确性和所提出双PWM变流器控制策略的有效性。     

大功率直驱风力发电并网变流器主电路的研究

全功率变流器是直驱风力发电系统的重要组成部分,可将发电机发出的能量更好地并网。这里对直驱并网变流器主电路的设计进行了研究,包括电网网侧滤波器和电机侧滤波器的设计及计算、共模电压的消除。最后,基于网侧和机侧的控制理论和所提出的设计方案,利用Matlab对其控制方法进行了仿真,并通过1.5 MW直驱风力发电机组并网变流器样机的实验平台进行了互馈实验,实验结果证明了设计方法的可行性。     

直驱式风力发电系统并网控制策略研究

研究了一种用于直驱式风力发电系统的并网控制策略,建立了三相电压型PWM逆变器在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,研究了其前馈解耦控制策略。在此基础上结合空间矢量调制（SVPWM）的算法,设计了三相电压型PWM逆变器控制系统,并在Matlab的Simulink中进行了系统仿真。仿真结果表明,设计方法可行,仿真模型正确。     

兆瓦级风力发电变换器通用控制平台的设计

双PWM变换器是兆瓦级风力发电中的关键部件.不同的用户对双PWM变换器的控制平台有着不同的要求,为缩短开发周期、增强扩展性,建立模块化、通用型硬件和软件平台,显得尤为必要.针对此问题,设计了一套基于32位定点数字信号处理器DSP(TMS320F2812)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)MAX7000S的全数字化控制平台.其考虑多种常用需求,建立主控制板和具有不同功能的独立子模块板,通过背板总线方式整合为统一整体,以实现模块化和通用化的目标.样机的实验结果验证了该设计的正确性和有效性.     

基于载波移相并联的直驱风力发电并网变流器控制策略

直驱风力发电变流器需要全功率变流器,其网侧变流器设计要求低谐波输出、宽电压工作范围、高可靠性及快速的动态响应能力。受现有功率器件及其开关频率、发热等条件制约,采用单模块的变流器难以满足系统要求,因此采用载波移相并联作为并网变流器,使系统冗余性增强、输出电流控制的等效开关频率和采样频率都得到了提高,输出滤波电感的压降减小,提高了系统动态响应能力。针对载波移相并联变流器的环流问题,通过对载波移相并联系统环流数学模型的分析,提出了一种可以有效抑制环流同时改善系统动态性能的总电流输出外环加环流控制环的控制策略。仿真和实验结果验证了所提控制方案的可行性和有效性。     

永磁同步直驱风力发电系统的并网变流器设计

用于永磁同步直驱风力发电系统的并网主回路,采用双PWM控制AC/DC/AC电压型变换器。在此分析了该系统的控制原理,建立了双PWM变换器的系统控制模型。利用高速TMS320F2812型DSP芯片建立了基于双PWM变换器的永磁同步直驱风力发电系统实验平台。研究了系统的控制策略。实验结果表明,所建立的发电系统实现了变速恒频发电运行,能够独立调节系统输出的有功功率和无功功率,且系统具有良好的动静态性能。     

永磁直驱风电系统发电机侧变流器的并联控制

针对永磁直驱风力发电系统中发电机多极对数、低速运行特性,提出易于实现、鲁棒性能好的滑模转子位置观测器,准确估计电机转子位置。在无位置传感器运行条件下,发电机转矩、磁链响应仍然保持良好的稳、动态性能;解决了安装光电编码器带来的可靠性和受干扰反馈错误位置信息等问题,提高了系统的可靠性。大功率直驱风力发电系统相对于双馈系统需要全功率变流器。目前,在MW级系统中电能变流器拓扑结构通常采用背靠背PWM变流器并联,用相同PWM脉冲触发和载波移相等两种控制方式。对两种方法的控制效果进行了实验验证,实验结果表明了机侧变流器的无位置传感器载波移相并联技术提高了系统的鲁棒性、可靠性,降低了噪声,能使系统发出优质电力。     

直驱式风力发电系统并网变流器研究

在三电平永磁直驱风力发电系统并网变流器数学模型的基础上,采用一种固定开关频率的直接功率控制方法,并使用虚拟电网磁链获取电网电压角度,省略了电网电压传感器.仿真结果表明:该控制方法实现了有功功率、无功功率的动态解耦,可实现单位功率因数运行,具有良好的动静态性能.     

直驱风电系统新型变流控制策略

本文讨论了直驱风电系统在正常运行和电网故障下运行时的控制问题,提出了一种新的变流器控制策略,该策略是建立在机侧变流器、网侧变流器和阻尼控制器协调控制的基础上,使用阻尼控制器的目的是为了抑制由于机械或电气负载变化引起的驱动链扭振。采用新型控制策略后,电网故障期间不能通过变流器传递到电网的功率从直流环节转移到了发电机侧,因此提高了故障时系统的响应速度。用仿真和实验方法对新型控制策略的性能进行了讨论和验证。     

直驱式永磁风力发电机组并网控制

为了省去直驱式永磁同步风力发电机组D-PMSG(direct-drive permanent magnet synchronous generatorswind turbine)串接的交-直-交变流器,减少初期投资费用,文中设计了D-PMSG并网控制策略.通过对交-直-交变流器的控制,使发电机定子电压与低频母线电压满足...     

直驱永磁同步风电机组的建模与仿真分析

根据风力机运行特性及最大风能跟踪原理,基于PSCAD/EMTDC设计了一套由永磁式同步电机与AC-DC-AC脉宽调制（PWM）变流器组成的风电机组软件仿真平台。文中建立了机组各部分模型,并介绍了具体功能的实现。整流侧控制定子 q轴电流调节电磁转矩,实现最大风能跟踪;逆变侧实现了对有功、无功的独立控制。通过仿真风电机组在电网低压及不平衡故障下的工作特性,给出了电网异常状况下机组持续运行能力对变流器装置的要求。仿真结果表明,该风电机组不但可以优化风能吸收特性,而且具有良好的低电压穿越特性,在电网不平衡故障下可