建“言”能源 直驱型风力发电系统整流器研究（二）

二极管箝位型三电平整流器 风电是电力电子应用的典型场合,风力发电机产生的电力全部都是由电力电子电路和控制方法来处理并与电网连接的。其中永磁同步机可以被设计为无外部无功功率源的运行模式。然而,如果电机所需部分磁通可以由外部磁路通过定子绕组提供时,则电机的尺寸可以有效地减少。     

建“言”能源 直驱型风力发电系统整流器研究（一）

直驱型风力发电系统是一种交-直-交变速风力发电系统,需要用到大功率整流器。这种交-直-交变速风力发电系统的最显著的特点在于,风力发电机与电网之间连接了功率缓冲电路,从而通过变速控制使风力发电机始终运行在最佳功率负载线上。     

直驱风力发电永磁同步电机矢量控制

本文以永磁直驱风力发电矢量控制系统为研究对象。在详细推导永磁发电机数学模型基础上,采用电流矢量解耦独立控制永磁发电机输出电流的有功和无功分量,实现无静差控制。同时通过最佳叶尖速比法最大风能跟踪方法,获得最大风能利用系数,实现系统的最大效率运行。仿真结果表明所采用控制策略的有效性。     

直驱永磁同步风力发电系统控制技术综述

本文对风力机的建模及其特性模拟的方法进行了分析,结合直驱永磁同步风力发电系统的拓扑结构,重点分析和比较了机组的最优功率输出控制技术以及变换器的控制策略,并阐述了机组在低电压穿越时的控制方案,最后根据风电场接入电网后对电网的影响,探讨了几种提高电能质量和电网稳定性的措施。     

直驱型风力发电系统概述

直接驱动型风力发电系统由于其更高的机械效率与可靠性,目前得到了越来越多的关注,发展非常快,市场份额不断增长。本文以直驱型风电系统为对象,对直驱风力发电机、变流器以及国内外的直驱风电产品现状进行了概要总结。直驱风力发电机结合全功率变流器具有非常好的应用前景,在性能、可靠性与低电压穿越能力等方面具有一定的优势。     

兆瓦级直驱式永磁同步风力发电控制系统研究

永磁直驱风力发电系统与双馈交流励磁风力发电系统相比较,具有结构简单、发电效率及运行可靠性高等优点。采用＂不控整流＋升压斩波＋PWM逆变＂的变流技术,推导了发电机转速变化和DC/DC环节上功率开关器件占空比变化之间的关系,研究了利用占空比调节来进行最大功率点跟踪的新方法。该系统可实现最大风能跟踪控制以及变速恒频发电运行,并对系统进行了仿真和实验,实验结果证明了系统的可行性和正确性。     

“建”言能源 国内外关于风力发电系统低电压运行研究最新进展

在1．5MW及以上级别的风电机组中,目前多数广家采用双馈感应发电机（DFIG）配合变速变桨设计。双馈感应发电机在变速恒频风力发电中得到了广泛的应用,其主要优点是只有部分功率流过励磁变流器,有功和无功可以单独调节。然而,正是由于变流器容量较小,使得它对电网故障非常敏感,需要采取可靠的保护措施,以防止变流器中功率器件的损坏。     

“建”言能源——直接驱动型风力发电系统关键技术研究(1)

直驱型风力发电系统在风力机和发电机之间省去了变速箱增速装置,提高了系统的效率和可靠性,同时也降低了系统的一次性投入费用和维护费用。传统的直驱系统采用三相不控整流桥与带有大容量电容器的电压源电流控制型逆变器并网发电。这种结构向永磁同步发电机中注入了大量低频谐波,增     

兆瓦级三电平永磁直驱风力发电系统仿真研究

基于永磁同步发电机(PMSG)数学模型,采用双三电平PWM结构的全功率变换器;机侧采用转子磁链定向的矢量控制技术并结合PMSG较为常用的零d轴电流控制方案,提高了系统效率;基于电网电压定向,网侧变换器应用电压电流双闭环控制策略;在Matlab/Simulink仿真环境下建立了直驱式永磁同步风力发电系统的仿真模型,包括:SVPWM矢量控制模块,零d轴电流控制模块,abc到dq坐标变换模块,电压补偿模块。对风速阶跃变化时系统运行情况进行了仿真,结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。     

“建”言能源 几种典型的风力发电系统剖析

1引言 中国政府出台了一系列发展风能的政策,促进了大型风电机组产业的发展,先后研制了600千瓦和750千瓦风电机组,并逐步形成批量生产的发展,在全国建设了风电场,也促进了风电技术的发展。在国家科技攻关项目和863高科技项目的支持下,从本世纪开始研制兆瓦级风电机组。目前,我国已通过各种方式可以研制兆瓦级直驱型风电机组和兆瓦级双馈变速恒频型风电机组。     

一种离网型风力发电系统的研究

研究了一种小型离网型风力发电系统,系统采用三相不可控整流方式进行整流,使用Lc滤波电路对输出直流纹波进行滤波,采用Boost电路作为斩波稳压电路,利用PID控制反馈使输出电压稳定在600V左右。系统逆变部分采用三相五电平SPWM逆变器,可以使输出电压谐波减少,提高输出电能质量。最后对系统进行了仿真,仿真结果验证了此方法的有效性。     

基于DSP2812的永磁直驱风力发电并网研究

针对直驱式永磁同步风力发电系统的并网运行,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法控制,提高直流侧电压利用率以及系统动态性能,降低谐波含量。在基于传统电网电压定向的双环控制策略基础上,采用基于虚拟电阻的LCL有源滤波环节取代L滤波,提高滤波特性和电流内环的响应速度,降低设备损耗和成本。运用MATLAB/Simulink建立系统的仿真模型对提出的控制策略进行验证,仿真结果表明了控制方案的可行性,系统能够可靠稳定地向电网输送电能。最后基于TMS320F2812 DSP芯片设计了5kW样机系统,实验结果表明系统运行效果良好,能够实现单位功率因数并网。     

直驱式风力发电系统中TSMC的研究

分析了将TSMC(双级矩阵变换器)作为直驱式永磁同步风力发电系的全功率变流器,并且分别对TSMC的整流级的PWM调制和逆变级空间矢量调制进行了推导和计算,简要分析了TSMC的换流方法。然后运用MATLAB对整流级和逆变级调制方法和对直驱式风力发电系统的要求进行仿真验证,仿真结果验证了本文的理论分析和调制方法的正确型,说明了TSMC具有调制方法简单、输出电能质量高等优点,同时也说明TSMC非常适合用于直驱式风力发电系统中,并且为进一步地研究TSMC提供了理论基础。     

基于双SVPWM的直驱永磁风力发电系统运行控制

针对直驱永磁风力发电系统中发电效率低和变流器输出电流谐波大的问题,研究风力机和直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的数学模型,提出一种双空间矢量脉宽调制(SVPWM)式机侧与网侧变流器并网控制策略。为了实现最大风能捕获,机侧变流器采用转速外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略。为了保证直流电压恒定性与输出电流快速响应性,网侧变流器采用电压外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略,实现功率解耦控制和单位功率因素控制。此外,为了减小变流器输出电流的谐波,机侧与网侧均采用SVPWM调制技术。最后,在Matlab/Simulink环境下进行系统并网控制仿真和电流谐波的快速傅里叶变换(FFT)分析。仿真结果表明,文中所提的控制策略满足风力发电系统的并网控制要求,且系统的动态响应好、电流谐波含量少。     

“建”言能源 大功率变频技术现状及发展趋势（下）

正1.3电流型多重化技术电流源型方波逆变电路的拓扑如图6所示,各逆变单元的输出采用并联形式,同电压源型方波逆变电路相比,电流源方波逆变电路具有限流能力强、短路保护可靠和负载出储能可在生等优点;其缺点在于输出方波电流的谐波含量较高。电流源型方波逆变电     

基于直驱永磁同步风力发电系统的控制器设计与研究

直驱永磁同步风力发电系统采用了背靠背双PWM变流器,基于解耦控制策略的PI控制器用于实现对系统机侧和的网侧的有效控制.工程上PI参数多采用试验加试凑的方式,造成大量人力浪费.本文对直驱永磁同步风力发电系统进行数学建模,并提出一种基于粒子群优化算法的PI参数优化,在风速突变条件下对系统仿真分析,结果表明利用粒子群优化算法的PI控制参数能较好的拟合真实值,动态响应快.进而验证了该方法在工程应用中的可行性和有效性.     

基于直驱型PMSG风力发电系统的变桨自抗扰控制

为了实现大功率风力发电系统的恒功率控制,首先建立了基于直驱型PMSG风力发电系统的数学模型;其次,以功率偏差为控制器的输入信号,设计了一种基于自抗扰算法的风力发电系统变桨距控制器。最后,在阵风叠加随机风的作用下进行仿真研究。仿真结果表明,该控制器能够有效地控制桨距角,可以实现额定风速以上时系统输出功率的恒定。     

“建”言能源 兆瓦级风电系统变流器关键技术(上)

1引言目前,随着化石能源的枯竭和我国节能减排计划的提出,新能源正日益成为传统能源的重要补充甚至替代能源。我国能源中长期规划即为:合理高效利用常规能源,积极开发利用替代能源。其中,风能作为替代能源之一在我国有着得天独厚的优势,风力发电在全球乃至全国已成为最具商业化发展前景的成熟技术和新兴产业。在借鉴国外成熟先进的风力发电技术的基础上,国内兆     

“建”言能源——兆瓦级风电系统变流器关键技术(下)

3应重点研究内容(1)基于并联背靠背全功率变流器的直驱式风电系统整体建模、仿真和分析对采用并联背靠背双PWM变流器的永磁直驱并网风电系统进行整体建模,其中电机侧变流器通过矢量控制实现对发电机转速和输出无功功率的控制,电网侧变流器采用矢量控制实现直流侧电压稳定和输出有功、无功功率的解耦控制。通过系统仿真确定主     

“建”言能源 风能转换系统的现状与趋势

风能转换系统(WECS)是没有完善发展的电力技术的主流。风能技术仅仅是从25年前才取得重大进步。今天的风力发电机是二十年的技术发展形成的。除了模块化和快速安装,风力发电机看起来越来越像发电站。一个风力发电机的发电量与是二十年前的同等设备的200多倍(欧洲风能协会2005)。但是低功耗WECS并没有因此而失去它的重要性,它仍然是孤岛发电、微电网系统、分布式发电等的研究热点。如今,风能转换系统这项成熟的技术仍然有重要的发展潜力。