变速恒频风力发电最大风能控制策略的研究

由于风能的随意性,充分利用风能是风力发电机的本质要求。基于此目的该文详细论述了追踪最大风能的机理以及相应的控制策略,即定子磁链定向的矢量控制。并基于MATLAB/SIMULINK软件进行风速变化情况下的系统仿真,发现定子磁链定向的矢量控制能够很好地实现风能的最优捕获。     

基于PSCAD的双馈风力发电机的控制模式仿真研究

兆瓦级变速恒频风力双馈发电机通过采用定子磁场定向的转子励磁矢量控制策略可以实现跟踪利用最大风能。在分析了风力机的输出功率和发电机转速的关系特性之后,推导了随机风速下实现最大风能跟踪的目标参考值算法,由此得到三种控制模式:转速控制模式、转矩控制模式、功率控制模式,根据三种控制模式的控制性能的分析比较提出了功率控制模式是最优的控制策略。最后利用PSCAD软件建立了双馈风力发电系统的仿真模型,通过在阶跃风速下的仿真比较,结果验证了结论的正确性。     

双馈型变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制研究

阐述了风力机的运行特性,分析了变速恒频风力发电系统风速与风力机功率的数学关系,提出一种变速恒频风力发电机最大功率捕获方法,分析了通过功率控制进行最大风能追踪的具体过程,研究了双馈电机有功、无功功率的解耦控制方法,建立了基于电网电压定向矢量控制的双馈型变速恒频风力发电系统最大功率捕获系统模型,并利用Matlab/Simulink对其进行仿真,结果验证了该控制策略的正确性和有效性。     

变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制

根据风力机的特性,探讨了追踪、捕获最大风能的办法。在分析双馈发电机数学模型和磁场定向矢量控制的基础上,提出了基于定子磁链定向控制的变速恒频风力发电机的有功、无功功率的解耦控制策略,详细的仿真验证了控制策略的正确性和可行性。     

双馈风力发电机的运行控制特性的仿真研究

介绍了双馈风力发电机组运行的基本原理和采用定子磁链定向的矢量控制策略。基于Matlab/Simulink仿真软件,在额定风速以下受到阵风扰动时,对发电机组最大风能捕获进行了仿真研究,并验证了所采用控制策略的可行性,可以实现发电机有功功率P和无功功率Q的独立调节,对实际的控制策略提供理论指导意义。     

风力发电最大风能追踪综述

基于风能的充分利用,从分析风力机运行特性出发,针对变速恒频风力发电系统的特点,综述了捕获最大风能的方法,如叶尖速比控制、功率信号反馈、爬山搜索法、最大功率小信号扰动法、三点比较法。考虑到实际应用中风速变化及测量困难,为避免直接检测风速,提出一种新的最大风能追踪方法。详细讨论了已有方法的优劣。分析与研究表明,新的最大风能追踪方法简单、实用、可行。     

双馈风力发电机最大风能追踪策略的研究

以双馈风力发电机为例,为了最大限度利用风能,增加风力发电机组发电量,简要介绍了双馈风力发电系统结构及其部分数学模型,分析了最大风能追踪的机理及最大风能追踪的实现过程,并给出了采用双馈电机定子磁链定向的矢量控制策略实现最大风能追踪的方法。最后利用Matlab/Simulink对控制策略的可行性进行仿真验证并得出该方案可行的结论。     

变速恒频风力发电系统最大风能追踪的控制

为实现双馈风力发电机最大风能追踪(MPPT),对传统的登山搜索法控制策略进行改进,将原策略中的计算参数由风力机输出的机械功率转换为发电机输出的电磁功率,并与基于定子磁链定向的矢量控制相结合.该方法可在未知风速的情况下,快速准确地实现MPPT,并不依赖于风力机的参数和最优功率曲线.     

2MW双馈式风电机组最大功率追踪控制研究

目前,以双馈感应风力发电机(DFIG)为主的风力发电机组在电力系统中所占比例比较大.本文通过对风力机功率特性和双馈式风电机组最大风能追踪的研究,在分析双馈发电机数学模型和有功、无功功率解耦控制的基础上,应用PSCAD/EMTDC对2MW双馈感应风力发电机进行系统建模,建立了基于发电机定子磁链定向矢量控制的双馈风力发电系统最大功率追踪系统模型,通过变桨距控制与控制有功功率来间接控制DFIG的转速获取最佳输出功率,分析仿真结果,验证控制策略的可行性     

风力发电系统最大功率点跟踪策略

在Simulink/Matlab环境下建立风力发电系统仿真模型。针对经典的基于爬山搜寻控制的最大功率点跟踪(MPPT),提出了一种新的改进型MPPT控制策略,采用风速湍流作为搜寻信号,进而实施最大功率点跟踪控制。仿真结果表明:这种改进型控制策略可以有效地提高风能转换系统的效率和质量,能够很好地实现风力发电机最大功率点跟踪控制。     

变速恒频风力发电的最大功率捕获控制研究

通过分析变速恒频风力发电系统风速与风力机功率的数学关系,提出了一种变速恒频风力发电最大功率捕获方法,并编写了风力机最优转速的设定程序,通过仿真验证了该方法的可行性和有效性。然后研究了变速恒频风力发电系统双馈电机励磁电流和转矩电流的解耦控制、最大风能捕捉与对双馈电机控制的要求,并针对双馈发电机的数学模型,建立了基于定子磁链定向矢量控制的变速恒频双馈风力发电系统最大功率捕获系统模型。     

基于最佳功率给定的最大风能追踪控制策略

采用双馈异步发电机(DFIG)的交流励磁发电技术不但能在变速情况下实现恒频发电,更能通过对DFIG输出有功、无功功率的解耦控制,实现最大风能的追踪.为能在不检测风速的条件下实现最大风能的捕获,提出了基于参考功率优化计算模型的最大风能追踪控制策略,其本质是通过控制DFIG的输出有功功率来间接控制风电机组转速以追踪风力机最佳功率曲线.在此基础上,建立了基于矢量变换控制技术的完整的变速恒频(VSCF)风力发电控制系统.仿真和实验结果验证了该最大风能追踪控制策略的可行性、有功与无功解耦控制的有效性及工程应用的现实性.     

基于模糊控制的双馈风力发电功率解耦研究

对于变速恒频风力发电系统,采用基于定子电压定向的矢量控制简化双馈发电机模型,并在此基础上确定了最大风能捕获的控制策略.为了提高系统的鲁棒性和动态响应速度,将模糊控制技术引入双馈风力发电系统有功功率和无功功率解耦控制中.将功率控制系统分解为有功功率子系统和无功功率子系统,从而建立了风力发电机组完整的功率控制模型.采用Ma...     

大型风电机组的功率曲线自寻优控制策略

大型风电机组在额定风速以下一般采用最大功率曲线法进行机组的最大功率跟踪控制,但机组的最大功率曲线一般通过实验获得,很难保证精度。为优化风电机组在低风速区域对风能的利用率,提出了基于微分跟踪器的功率曲线自寻优控制策略。采用微分跟踪器提取出机组转速和机械功率的微分值,并由此判断实际功率曲线与最大功率点之间的位置关系,然后采用三维模糊控制器对功率曲线的系数进行实时调整。以2MW双馈风力发电系统为基础,在Bladed仿真环境中对自寻优控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明所提出的自寻优控制策略对机组参数如功率特性或转矩特性等依赖性较小,在风速变化的情况下能够对机组功率曲线的系数进行实时的修改,并有效地将机组的功率曲线调整到最大功率曲线的位置,从而证明了该策略的正确性和可行性。     

双馈风电系统参与频率调节的小扰动稳定性分析

为了分析风电系统并网后对电网频率的影响,建立考虑调频的双馈风电系统小扰动稳定性分析的数学模型.根据风速的变化,研究功率控制策略,额定风速以下采用最大功率追踪控制,实现输出功率最大;额定风速以上采用恒功率控制,保证整个系统安全稳定地运行;考虑负荷动态模型时,分析风速变化对系统特征值的影响;利用Matlab建模进行时域仿真.理论研究和仿真结果表明,在全风速变化区间,能实现输出功率调节,系统能保持较好的小扰动稳定;增加频率调节环节后,风电系统在一定程度上能参与电网频率调节,有效地改善电网的频率特性,仿真结果验证了该方法的可行性和有效性.     

嵌入式控制在变速恒频风力发电系统的应用

变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性受到越来越多的重视,为解决实验室环境中模拟风电现场进行风力发电研究的原动机问题,提出了采用鼠笼式异步电机来模拟风轮机的方案.这里还构建了由3台变流器、3块DSP2407A控制板和2台鼠笼式异步电机组成的嵌入式风力发电系统实验平台,对模拟风轮机的电动机和鼠笼式异步风力发电机进行转差频...     

考虑同步机制的双馈风电系统小扰动建模与稳定性分析

对比分析了锁相环同步机制和虚拟同步发电机同步机制下的双馈风电系统小扰动稳定性及动态特性。针对2种同步机制下的双馈风电系统,基于数学方程分别得出相应的小扰动模型,进而利用特征值分析法对系统小扰动稳定性进行研究。在StarSim硬件在环(StarSim-HIL)半实物仿真平台上搭建相关模型,通过仿真对2种同步机制下的双馈风电系统有功支撑等动态特性及小扰动稳定性进行了分析与验证。对2种同步机制的适用性进行总结,指出锁相环型控制虽然动态特性好、响应速度快,但是在弱电网下的小扰动稳定性及有功支撑等方面,虚拟同步发电机控制更有优势。     

基于ACPI的风力发电系统MPPT控制方法

针对直驱永磁同步风力发电系统存在非线性、参数不确定性以及转矩扰动等问题,研究了一种基于自耦PI控制理论的最大功率跟踪控制方法。该方法以转速跟踪为目标,将发电机内部动态与外部输入转矩的不确定性定义为一个总和扰动,从而将非线性不确定系统映射为未知线性系统,并构建了一个在总和扰动反相激励下的受控误差系统。据此设计了基于误差速度因子的自耦PI控制器模型,理论分析了自耦PI闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰鲁棒性。仿真结果表明了该控制方法能稳定保持最大功率系数,在风力发电系统的最大功率跟踪领域具有良好的应用前景。     

双级矩阵变换器直驱风力发电系统最大风能追踪

提出了一种双级矩阵变换器(two stage matrixconverter,TSMC)直驱风力发电系统最大风能追踪控制策略。基于爬山法,通过引入中间变量实现对系统捕获风能状态进行判断,在此基础上,提出基于集成控制的最大风能追踪(maximum power point tracking,MPPT)算法。在Matlab中建立了TSMC风电系统仿真模型。仿真结果表明:新的MPPT算法通过对风力发电系统逆变级无功功率分阶段性的控制,不仅具有较好的准确性和稳定性,而且加快了系统捕获最大风能的速度。