双馈风力发电矢量控制电流环参数特性分析

基于dq坐标系模型的矢量控制是双馈风力发电中应用较广的控制策略，但一般都按照并网前和并网后2种模式进行研究。文中建立了并网前后的双馈电机统一数学模型，并将控制器与双馈电机转子方程统一为一个4阶模型。详细分析了转子电流环控制参数对系统控制性能的影响，提出了控制参数的设计原则和方法，最后通过仿真验证了这种方法的有效性和实用性。     

不平衡电压下双馈发电系统控制策略

由于风力资源分布的特点,许多风电机组被安装在比较偏远的地区,这些地区的电网通常比较薄弱,经常发生不对称运行的情况。若在控制中不予考虑,会引起发电系统有功和无功的脉动。文中基于对称分量理论,建立了不平衡电压下双馈发电机和网侧变流器的数学模型,分析了负序电压对传统双馈发电系统矢量控制策略的影响,并据此提出了一种基于比例谐振调节器的矢量控制策略。理论分析和仿真结果表明,该方法可有效抑制电磁转矩、无功功率和直流母线电压的脉动,实现双馈发电系统在不平衡电压下的稳定运行。     

基于EMTP/ATP的双馈式风力发电系统的模型与实现

以电力系统电磁暂态分析软件EMTP/ATP为平台,采用电机矢量控制技术以及比例-积分调节器串联校正等方法建立了双馈风力发电系统的电磁暂态仿真模型,该模型包括风速模型、风力机模型、双馈发电机模型,以及有功、无功解耦控制系统的模型。依据变速风电机组的运行特性对该模型进行了仿真研究,仿真结果验证了该模型的有效性。     

双馈调速在泵站电机上的应用

目前不少泵站仍使用不调速的交流电机,白白浪费了不少电能,而使用普通的变频调速,需选用高压变频器,调速较困难。针对上述现状,给出了一个主电路为交-交变频器,采用定子磁场定向的矢量控制双馈调速系统,给出了系统控制框图和控制部分主程序流程图,且用MatLab/Simulink软件对整个系统建立了仿真模型,并给出了仿真波形。仿真试验结果表明该调速系统定子电流谐波小,控制精度高,动态响应快,工作性能稳定;而且当所需调速范围不大时,可大大减小变频器容量从而显著降低成本,因此在泵站电机调速改造中具有广阔的应用前景。     

电网电压骤降故障下双馈风力发电机建模与控制

双馈感应发电机（DFIG）在变速恒频风力发电中得到广泛应用，对DFIG采用矢量控制可使风电系统实现最大风能追踪和有功、无功解耦调节，从而获得优良的发电运行性能。但在传统的矢量控制方式中，通常认为是无穷大理想电网，忽略了定子励磁电流变化的动态过程，从而得到简化的DFIG数学模型，并以此作为电流内环控制器的设计依据。这种控制器在电网正常的情况下可使系统获得优良的动静态特性，但当电网出现故障时，其控制性能将恶化。为了提高电网电压故障情况下DFIG不间断运行能力，文中以DFIG的精确数学模型为依据，针对传统的2种矢量控制方式的不足，提出了改进的控制方案，并对改进前后电网电压骤降情况下DFIG的动态过程进行了仿真对比，结果表明改进方案可以有效控制转子电流，保护转子励磁变频器，提高DFIG变速恒频风电系统在电网故障下的不间断运行能力，是并网DFIG风力发电机的一种有效、实用的控制策略。     

基于双馈型风力发电机组并网技术概述

主要介绍双馈型风力发电机组结构以及风电并入系统相关问题的研究,包括风电并网对电压的影响、对电能质量的影响、对电网稳定性的影响以及对发电规划和调度运行的影响等。     

双PWM控制的双馈调速系统在泵站电机上的应用

针对泵站电机低速时负载转矩小、调速范围不大、系统非频繁起停等特点,给出了一个双PWM(Pulse Width Modulation)控制的绕线电机双馈调速系统,整流侧采用电流内环电压外环的双闭环直接电流控制,逆变侧采用转速、磁链双闭环的矢量控制策略。试验结果表明,通过双PWM变流器控制可实现能量的双向流动,该调速系统控制精度高,动态响应迅速,对电网几乎无谐波污染,可实现电机超/低同步无极调速,能有效改善泵站电机的调速性能和实现泵站电机的节能降耗。     

变速恒频双馈风电机组频率控制策略

传统的变速双馈风电机组解耦控制策略对于系统频率支撑作用微乎其微。文中在分析变速双馈风电机组参与系统频率控制特性的基础上,在传统变速双馈风电机组解耦控制中附加风电机组频率控制单元。控制系统包含频率控制、转速延时恢复、转速保护系统和与常规机组配合等4个功能模块。仿真结果表明,该控制策略不仅对暂态频率偏差具有快速的响应能力,而且能够使转子转速以更快的速度恢复到最佳运行状态,证明了基于变速双馈机组的风电场能够在一定程度上参与系统的频率控制。     

双馈式感应发电机定子匝间短路故障诊断措施

在双馈式感应发电机运转过程中,定子绕组匝间短路是一种经常遇到的故障。本文首先分析了发电机定子匝间短路故障出现后电磁特性的规律,然后利用多回路数学模型仿真计算了各种情况下匝间短路故障,深入研究了仿真结果,并用频谱对转子侧电流和定子侧电流进行了分析,制定了发电机定子匝间短路的应对措施。     

双馈异步风力发电机开关频率恒定的直接功率控制

与矢量控制相比,直接功率控制(DPC)结构简单,应用于风电系统的双馈异步发电机(DFIG)能简化变频器控制结构,提高系统动态性能。在分析DFIG暂态数学模型的基础上推导了内部状态量与控制量之间的关系,提出了分别基于转子磁链、转子电流和电磁转矩的3种DPC策略,并通过引入空间矢量调制(SVM)技术使DPC策略的开关频率保持恒定。这些策略在电网正常情况下能获得优良的静态性能,而在非正常运行状态各自表现出不同的动态特性,能适用于不同的控制目标。理论分析与仿真实验证明,电网正常情况下各定频DPC可有效实现有功、无功功率的解耦控制;电网电压波动时基于转子磁链DPC(RFDPC)可使DFIG快速进入稳定状态,缩短振荡时间;基于转子电流DPC(RCDPC)可抑制转子电流振荡,防止变频器过流;基于电磁转矩DPC(EMTDPC)可消除电磁转矩脉动,减少对机组转轴剪切应力冲击。     

基于功角测量的同步发电机参数辨识频域法

功角测量为同步发电机参数辨识提供了方便。文中介绍了功角可测时在线频率响应（OLFR）辨识方法的原理，重点分析了OLFR方法的可辨识性，指出采用OLFR方法可以惟一辨识 q轴所有参数和d轴的电抗参数。将OLFR方法与时域辨识方法进行了比较，结果表明:对于 q轴稳态电抗，2种方法都具有很高的精度;对于q轴瞬态参数，OLFR方法辨识效果优于时域辨识;而对于 d轴稳态电抗，采用时域辨识方法得到的参数精度高于OLFR方法。     

基于功角受扰轨迹拟合的暂态稳定快速预测

基于相量测量单元（PMU）上传的功角实时量测数据，利用发电机功角受扰轨迹的分布知识，提出了一种基于功角受扰轨迹拟合的暂态稳定快速预测方法。该方法首先对系统进行离线仿真，记录发电机在受扰情况下相对于参考机的功角轨迹变化情况，并对轨迹集合进行聚类分析，从中提取特征轨迹，生成发电机的受扰轨迹标准模式库（PTSPD）;然后计算功角实时量测数据与发电机PTSPD中各个模式的欧氏距离，并利用某种修正方案来预测发电机功角的运行轨迹，从而快速判断出系统的稳定性。以新英格兰节点测试系统为例，证明了该方法的有效性和合理性。     

高速大容量发电电动机转子设计

发电电动机高速大容量化已是一种趋势,这将大大增加转子的设计制造难度。文章分析了高速大容量发电电动机转子设计的难点及针对这些难点所采取的对策,并简要介绍了东芝典型高速大容量发电电动机转子各部件的结构特点。     

基于合闸角选择的智能重合闸在保护装置中的应用

分析了电力系统故障时短路电流与合闸角的关系,提出了一种基于合闸角选择的智能重合闸模块,在重合于永久性故障时能有效地降低暂态过程对系统的冲击。介绍了该智能重合闸模块在超高压保护装置中的应用与实现,并在动模试验中得到验证。     

半绝对离差购电组合优化策略及风险管理

以半绝对离差作为风险计量指标对供电公司利润 — 风险进行量化，只考虑收益率中低于期望收益率的部分，且不要求收益率服从正态分布。建立了在期望利润约束下以最小化风险为目标的多市场购电组合优化模型。应用该模型，对供电公司在4个市场的购电分配进行了计算，并利用该模型分析了市场价格波动特性以及利润率随机变化特性对购电分配策略的影响。仿真表明，该模型能够反映供电公司面临的市场风险本质特征，使其在保证一定期望利润下承担最小的风险，从而为供电公司的购电决策及其风险评估提供了新的思路。     

转子偏心对凸极同步发电机主保护不平衡电流的影响

为了分析转子偏心对大型凸极同步发电机主保护不平衡电流的影响,提出了以“电磁场 — 多回路结合法”进行研究的思路,该分析方法将大型凸极同步发电机转子偏心问题分解成体现发电机外部特性的电压方程求解与体现内部特性的电磁参数计算的2个问题。建立了转子偏心凸极同步发电机的多回路数学模型,并采用电磁场有限元法计算了转子偏心下的电磁参数。在一台12极、 3 kW转子偏心的凸极同步发电机实验样机上进行了空载和带三相电阻负载实验,将实验结果与仿真结果进行对比,结果验证了数学模型和数值解法的正确性。     

基于多回路理论的转子匝间短路时定子并联支路环流分析

发电机的转子绕组匝间短路故障会造成发电机定子并联支路的环流增大,而目前对于定子并联支路环流的分析主要通过实验检测及定性分析,由于不能准确计算故障电流等电气量,在实际应用中存在局限性。针对SDF-9型故障模拟实验机组的转子绕组匝间短路进行模拟仿真并对故障进行定量计算,通过实验验证由多回路模型所计算的定子并联支路环流大小的准确性,从而可依据此模型准确计算转子匝间短路不同短路匝数时的定子并联支路环流大小,为转子匝间短路的保护提供依据。     

基于转子轴承系统的水轮机主轴分析计算

通过模型计算来确定机组动平衡时配重的大小和方向,模型中考虑了回转效应、剪切效应、电磁拉力、油膜力、水的附加质量等多种因素,计算中综合采用了Ricatti传递矩阵法和Newmark-β积分法,添加配重块主要是根据综合平衡法的相关原理。