风电机组变流系统驱动及保护电路设计

针对风电机组的变流系统，在分析变流电路和以前运行出现的问题的基础上，提出了一套风电机组PWM四象限变流器的驱动、缓冲吸收及保护电路。详细论述了驱动及保护电路设计的必要性和重要性，并给出了用Protel设计的电路和各个重要参数，旨在提高了风电机组变流系统运行的可靠性，减少损失。     

我国分布式小型风电并网系统应用的技术可行性与投资经济性分析

国家电网公司发布的《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》,为分布式小型风电并网系统在国内发展打开了希望之门。本文通过分析分布式小型风电并网系统的技术可行性和投资经济性,得出结论:分布式小型风电并网系统在国内的健康、快速应用,不仅需要政府政策的积极扶持和鼓励,更需要设备制造厂家风电产品的过硬质量。     

地铁隧道风力发电系统研究

通过对地铁隧道风力发电系统的分析,了解地铁隧道风能特征,采用风轮直接驱动多级低速永磁同步发电机构建直驱型变速恒频的风电系统。在所建立的风力发电系统模型基础上,对永磁同步发电机进行了数学建模;选取了对应的电力电子变流拓扑方案,即采用不可控整流器后接直流侧电压变化的PWM电压源型逆变器型变流技术;采用粒子群优化算法对混合蓄能系统的平抑目标功率和功率配置进行了探讨;分别对变流拓扑和混合储能系统进行了仿真。仿真结果显示了该方案的可行性,可为地铁隧道风力发电系统的应用提供参考。     

分布式沿海风电接入系统实践

本文分析了沿海密集型电网的特征及国内外风电机组技术发展的现状,明确了国内风电机组目前存在的技术瓶颈。结合密集型电网特征和国内风电机组现状,制定了适用于分布式风电接入系统的两个主要原则,即单一母线仅接入一个风电站和风电站规模控制在系统容量的10%以下两点。基于上述两个原则,给出了益于风电接入系统的新建变电站保护配置优化方案,设计了阶段式电压和电压变化率两种不同的并网故障解列装置原理,并针对两种原理分别给出了整定方案。     

风光互补技术及应用新进展

简要回顾国内外风电、光伏技术与应用发展态势,结合风光互补系统应用,分析、介绍了风光互补LED路灯照明系统、智能控制器设计、分布式供电电源、风光互补水泵系统．并着重分析生物质能、风能和太阳能互补分布式能源梯级系统原理,涉及的技术关键等。研究表明,风能、光伏发电应用需要实现低成本、规模化,风光互补技术应用前景广阔。     

故障情况下海上风电机群领导者-跟随者分布式控制策略研究

针对风电机组单机故障和风电场网络通讯故障,以分布式控制取代集中控制,设计2种故障情况下的领导者-跟随者分布式控制策略,减小故障对系统的不利影响。首先,基于Hamilton能量理论,将单机系统模型扩展为风电机群系统模型;然后针对机组故障情况,提出领导者-跟随者分布式控制策略,使得风电机群在领导者或跟随者单机故障下能够保持稳定运行;继而考虑通信故障情况,设计弱连通拓扑下的领导者-跟随者控制策略,以使系统稳定且有功功率输出稳定。最后,通过仿真验证,在机组故障停机和网络通信故障下,领导者-跟随者控制策略能够增强系统的稳定性与可靠性。     

中国分布式可再生能源发电发展现状与挑战

本文系统论述了分布式可再生能源发电的特征和主要技术类型,并以分散式风电和分布式光伏为例,对我国分布式可再生能源发电的发展现状、面临的主要问题和挑战进行了系统分析,在此基础上提出了保障我国分布式可再生能源持续健康发展的政策建议。     

交流微电网能量管理双层控制系统及其策略研究

为满足分布式电源和微电网技术发展的需要,针对含有光伏发电系统、风力发电系统、双馈风电模拟实验平台、储能系统以及负荷的微电网实验系统,设计开发了微电网能量管理双层控制系统,即本地智能控制层和专家协调控制层;分析了交流微电网在并/离网两种状态下的实时能量管理策略和锂电池储能系统经济运行模型;最后在该微电网实验系统主控单元中完成了对能量管理系统的调试,运行结果验证了所提能量管理策略的有效性和实用性。     

Monitor system design of distributed wind turbine-energy storage system

风储互补配合是提高风电质量、增加风电可控性、解决风电并网问题的有效途径。本文对“一机一储”的分布式风储系统进行了分析,探讨了分布式风储系统设计的整体方案,对风储能量管理系统监控后台的数据记录、监控界面和报表生成等进行了功能设计。风储系统实际运行效果表明,该监控后台能够很好地实现监控显示、历史数据记录、运行模式设定、统计分析和报表生成等功能,系统运行可靠,可为风储系统的推广应用提供一定的参考。     

我国风电变流器产业的现状及分析

我国风电变流器产业特点(一)概述变流器是风电机组的核心部件之一,在风力发电系统中占有非常重要的地位。变流技术的应用不仅有利于机组提高效率,同时能对机组的柔性运行和电网的安全稳定运行起到良好作用。(二)市场情况目前,我国风电变流器市场主要由国外品牌占据,自主品牌占有率很低。由于技术复杂,门槛较高,内资企业中仅有一些实力较强和技术积淀深厚的企业在研制风电变流器,且尚未完全实现国产化。真正具有批量生产能力并进入风电场运行的国产自主品牌变流器相对较少。一方面是需求旺盛的风电市场,另一方面是国产品牌微小的市场份额,这就是我国风电变流器市场的主要特点。     

集约式海上换流站电气应用技术研究

  目的  深远海大规模海上风电送出会选用大容量风机和66 kV集电系统,风机具备直接接入海上换流站的条件,从而可以取消海上升压站,实现集约式设计。针对集约式海上换流站需要关注的电气关键技术点开展初步研究。  方法  在现有海上风电柔性直流输电技术的基础上,通过研究集约式海上换流站的主回路拓扑结构、核心电气设备选择和平台布置方案优化,对电气关键技术点给出了切实可行的技术方案。  结果  随着海上风电66 kV集电系统的逐渐普及,集约式海上风电柔直送出将成为以后的主流设计方案。针对集约式海上换流站的电气关键技术点给出了具有指导意义的研究结论。  结论  集约式海上换流站相比传统海上换流站具有明显的技术优势,形成的研究结论可以为后续深远海大规模海上风电送出项目的方案设计和实施提供技术支持,具有很好的示范应用前景。     

基于PXI技术的全功率风电变流器监测系统

在风力发电并网全功率变流器的研发过程中,为了测试和验证变流器的运行性能,需要一个变流器监测系统,不仅能够满足大量通道的高速数据采集,同时还要具有故障报警、录波、以及数据分析的能力。提出了并实现了一种基于PXI技术的3MW全功率变流器监测系统以满足上述的要求。详细描述了监测系统软硬件的实现方法,并且给出了大数据量监测系统的实时性问题的软件解决方法。在最后,给出了监测系统在3MW变流器实际调试过程中捕捉并记录下变流器故障的实例,表明了所提出的变流器监测系统的实效性。     

并网中小型风电系统最大功率跟踪控制

针对目前中小型风力发电系统发电效率低,提出了一种新型拓扑结构,即机侧采用三相PWM整流器,网侧采用单相PWM逆变器。在对永磁同步发电机数学模型和风力机最佳输出功率进行分析的基础上,采用转子磁链定向控制技术,实现对发电机输出的有功功率的控制,进而实现对风力发电机最大功率的跟踪控制;同时,在单相系统中引入"虚拟电路",使网侧单相变流电路参数可以转化到旋转坐标系下,实现无静差控制。通过仿真试验验证了控制策略的可行性。     

大型变速恒频风力发电机组建模与仿真

基于SIMULND技术,利用双馈感应发电机、风力机、电压型变流器、电压型逆变器的数学模型建立了相应的仿真模型;并对定子侧直接与50Hz电网连接,转子侧连接AC/DC/AC变流器的典型变速恒频风力发电系统进行了仿真验证.几个单独的风力发电系统子系统可以通过级联的方式构成大型风力发电场来模拟整个电网的运行情况.仿真结果表明,DFIG仿真模型的正确性和验证大型风电场的有效性.     

变流器模块损坏原因分析及对策

变流器作为风机的重要部件,对机组的安伞稳定经济运行有着重要的意义.本文介绍了风变电流器的现状、市场趋势以及SWITCH变流器的特点,并针对风电场全功率变流器实际运行中的主要故障进行了分析,给出了相关的应对措施.     

Difference between grid connections of large-scale wind power and conventional synchronous generation

In China, regions with abundant wind energy resources are generally located at the end of power grids. The power grid architecture in these regions is typically not sufficiently strong, and the energy structure is relatively simple. Thus, connecting large-capacity wind power units complicates the peak load regulation and stable operation of the power grids in these regions. Most wind turbines use power electronic converter technology, which affects the safety and stability of the power grid differently compared with conventional synchronous generators. Furthermore, fluctuations in wind power cause fluctuations in the output of wind farms, making it difficult to create and implement suitable power generation plans for wind farms. The generation technology and grid connection scheme for wind power and conventional thermal power generation differ considerably. Moreover, the active and reactive power control abilities of wind turbines are weaker than those of thermal power units, necessitating additional equipment to control wind turbines. Hence, to address the aforementioned issues with large-scale wind power generation, this study analyzes the differences between the grid connection and collection strategies for wind power bases and thermal power plants. Based on this analysis, the differences in the power control modes of wind power and thermal power are further investigated. Finally, the stability of different control modes is analyzed through simulation. The findings can be beneficial for the planning and development of large-scale wind power generation farms.     

变速恒频直驱型风电系统变流器拓扑结构研究

直接驱动型变速恒频风力发电是一种新型的发电技术,它具有无齿轮箱、机械磨损小、整机效率高、运行维护成本低等优点,在风力发电领域中有着很好的应用前景。该系统需要采用全功率变流器,对应的大功率变流器单元可以有不同的拓扑结构,根据每种电路拓扑的特点,整个系统的控制方法都会相应地发生变化。载波相移正弦脉宽调制技术（CarrierPhaseShiftedSinuousPulseWidthModulation,CPS-SPWM）可以在较低的开关频率下有效地抑制和消除低次谐波,并具有相当大的传输带宽,是一种适于大功率电力电子装置的较佳的开关调制策略。文章首先对直驱型变速恒频风力发电系统基本拓扑结构进行了对比分析,着重介绍了用CPS—SPWM调制方法控制的五电平级联变流器,及其在直驱型风力发电中的应用。直接驱动型风力发电系统几种大功率变流器拓扑结构对比分析,比较了各种拓扑结构的优缺点、技术难点,以及实际应用中存在的问题,并对大功率变流器在风力发电系统应用中的可行性进行了相关分析与探讨．为直驱风力发电系统拓扑结构的选型提供了参考基础。     

海上风电柔性直流输电变流器研究

简要分析海上风电柔性直流输电技术应用及变流器关键技术特点,设计基于柔性高压直流（HVDC）输电的风力发电机集中控制并网变流器主电路拓扑结构,基于电流峰值控制的三电平直流升压变换器双梯形波补偿方法,并利用滞环宽度可调的滞环比较器进行电流跟踪控制。仿真研究表明,该方法具有变流器功率管开关频率固定、减少开关应力及开关损耗、提高传输效率的特点,有助于减少开关器件电压应力和电抗器电流脉动值,提高系统运行的稳定性和可靠性。     

南澳海上风电换流站电气接线方案研究

详细介绍了国内首个多端柔性直流工程——广东南澳大型风电场柔性直流输电示范工程,介绍了柔性直流输电的系统接入方案、运行方式,详细阐述了柔性直流换流站的系统结构以及双换流器的拓扑结构,并提出了需要进一步研究的技术方向。     

A WTS power conversion stage with multilevel converters operating in the medium voltage range

A high power medium voltage converter for wind turbine system is presented in this paper. The proposal mitigates classic design tradeoffs around low voltage, high current link between the generator and the utility grid on the megawatt range. The power converter is based on Multilevel Converters technology which allows to extend the power-handling capability of the electronic switches, reaching the medium voltage operation without step-up transformers. The converter controllers are based on the Finite-States Model Predictive Control approach, leading to fast dynamic response and DC bus voltages equalization. The performance of the control scheme is evaluated with computer simulations.