双馈风力发电机开发

本文阐述了双馈风力发电机的优缺点和发展前景,并介绍了1500kW575V双馈风力发电机的设计特点。     

兆瓦级双馈风力发电机电磁场有限元分析

利用Ansoft软件中的Maxwell 2D模块建立了MW级双馈风力发电机(DFIG)的仿真模型。通过对DFIG模型进行静、瞬态仿真,得到它的磁力线分布图、磁密分布图、气隙磁密分布曲线、反电动势曲线,并对反电动势进行了谐波分析。仿真结果为双馈风力发电机的进一步优化设计提供了理论依据。     

兆瓦级变速恒频双馈异步风力发电机问世

国家“863”项目——兆瓦级变速恒频双馈异步风力发电系统的核心部件兆瓦级变速恒频双馈异步风力发电机及其控制设备，由兰州电机有限责任公司与清华大学、沈阳工业大学合作研制成功，填补了国内该领域空白。     

双馈调速技术在双馈风力发电机试验中的应用

目前国内尚未制定统一的变速恒频双馈风力发电机（以下简称双馈发电机）负载试验方法。根据双馈发电机的应用特点以及相关的国内外标准,结合双馈调速技术,采用了发电机并网试验的方法。通过验证该方法是切实可行的。     

变速恒频双馈风力发电机并网控制

分析了双馈风力发电机的结构和运行特性,建立了空载并网数学模型;采用电网电压定向技术,研究了双馈电机空载并网控制策略;考虑发电机定子电压和电网电压相角差的随机性,提出了两种消除相角差的方案。用MATLAB/SIMULINK软件建立了双馈风力发电系统模型,仿真其并网过程。     

双馈异步风力发电机的模糊控制

控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键.为了取得风力发电机组在额定风速以下运行时的最大功率,提出采用三个模糊控制器来实现双馈异步风力发电机组的变速恒频控制:模糊控制器A用于跟踪不同风速下发电机的最佳转速;模糊控制器B在低负载时调节发电机转子气隙磁通;模糊控制器C抵抗干扰,保证控制系统的鲁棒性.仿真和模拟试验结果表明了该方法的有效性.     

双馈异步风力发电机的模糊控制

控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键。为了取得风力发电机组在额定风速以下运行时的最大功率,提出采用三个模糊控制器来实现双馈异步风力发电机组的变速恒频控制:模糊控制器A用于跟踪不同风速下发电机的最佳转速;模糊控制器B在低负载时调节发电机转子气隙磁通;模糊控制器C抵抗干扰,保证控制系统的鲁棒性。仿真和模拟试验结果表明了该方法的有效性。     

无刷双馈风力发电机的建模与仿真

传统坐标下的无刷双馈风力发电机的控制是非常复杂的,为了简化控制策略,利用坐标变换技术,推导出无刷双馈风力发电机在控制绕组坐标下的数学模型。在MATLAB\SIMULINK环境下搭建了相应的系统仿真模块,对变速恒频无刷双馈风力发电机模型进行了仿真研究。     

变速恒频双馈风力发电机并网控制

变速恒频双馈风力发电机实现无冲击电流并网的关键是控制双馈电机定子电压的幅度、相位和频率与电网电压高度一致。通过建立并网前后双馈风力发电机系统的数学模型,分析了定子电压频率、幅值及相位与转子励磁电流、转子转速之间的运行规律,提出定子磁场定向转子电流闭环控制策略。实验结果表明,该控制策略能准确实现发电机柔性并网,并且完成有功功率和无功功率的解耦控制。     

场路耦合双馈感应风力发电机负载性能的分析与计算

为了详细分析双馈感应发电机的运行电磁性能,利用电磁场理论和变分法建立了双馈风力发电机运行时的数学模型,给出了利用有限元法求解二维瞬态电磁场的方法。为满足变速恒频恒压的要求,在计算过程中,将电机电磁场的有限元计算与外部电路相结合,以定子端电压为约束条件,对转子励磁电压进行了迭代求解,计算出了不同转速、不同负载下电机的性能曲线,并把计算结果与实测结果进行对比,表明采用有限元法计算得到的数值曲线能满足风力发电系统变速恒压恒频要求,为今后设计双馈风力发电系统提供了参考依据。     

双馈风力发电机有限元计算与分析

为了精确地计算双馈风力发电机内部电磁场和瞬态性能,利用电磁场理论和变分法建立了双馈风力发电机的数值计算模型,详细论述了基于有限元分析软件Maxwell 2D的双馈风力发电机的仿真计算方法,并把仿真计算结果与实验结果进行对比分析,结果表明了采用有限元计算方法的正确性和可行性,同时也为双馈风力发电机的优化设计提供参考依据。     

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。     

Real-Time Simulation of a Wind Energy System Based on the Doubly-Fed Induction Generator

This paper presents the real-time digital simulation of a grid-connected wind turbine generator system (WTGS) based on a doubly-fed induction generator (DFIG). A 1.5-MW WTGS is the basis for model development. First a detailed electromagnetic transient model for the WTGS is developed in the MATLAB/SIMULINK environment. This model includes the complete aerodynamic, mechanical and electrical components of the wind turbine, the back-to-back voltage source converter (VSC)-based power electronic interface, as well as the mechanical and electrical controllers of the WTGS. The overall grid-connected WTGS model was then order-reduced and implemented on a PC-cluster-based real-time digital simulator. The maximum execution time of the DFIG model and control was 5.53 $mu{rm s}$, while that of the grid-connected WTGS was 15.375 $mu{rm s}$. Real-time oscilloscope results are presented to illustrate the WTGS controller performance, the variable wind speed dynamics, and interaction of the WTGS with grid faults. The real-time WTGS model can be readily used for hardware-in-the-loop testing.      

基于Crowbar的双馈机组风电场等值模型与并网仿真分析

针对双馈机组(DFIG)风电场并网中亟须解决的低电压穿越问题,提出了一种基于Crowbar的双馈机组风电场等值方法。通过对DFIG在电网故障情况下的机理分析,给出了电网故障时DFIG转子电流的表达式。根据DFIG转子电流值判别是否投入Crowbar,将DFIG风电场分为投入与不投入Crowbar两组;运用容量加权法计算各组参数,建立DFIG风电场的双机等值模型。算例仿真分析表明,DFIG风电场的双机等值模型能够较准确地反映电网故障期间风电场变化,采用快速无功补偿提高了风电场的低压穿越能力。     

基于模糊自适应的双馈异步风力发电机控制策略

为了解决双馈异步风力发电机（doubly-fed induction wind generator,DFIG）不对称电网网侧变换器采用双电流闭环控制策略（double current closed loop control strategy,DCCS）时响应速度慢、动态性能差等问题,提出了根据电流差、电流差变化率在线模糊自适应修正比例积分微分（proportion integration differentiation,PID）控制器参数的Fuzzy PID策略,建立了DFIG网侧变换器数学模型。基于Matlab/Simulink仿真工具,通过模拟电网侧发生不对称电网故障,仿真得到网侧变换器在改进控制策略下的直流侧电压、电流波形。仿真结果表明：与传统DCCS相比,Fuzzy PID策略进一步改善了直流侧电压、电流的稳定性,减少了直流侧电压、电流纹波分量,改进后的控制系统响应速度更快、动态性能更好。     

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。     

双馈风力发电机机侧变流器分析

根据变速恒频双馈风力发电机定子磁链定向矢量控制理论,采用双闭环结构SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）,通过控制转子侧励磁电流达到控制电机定子侧的无功功率和频率的目的。并通过PSIM软件进行亚同步、超同步运行实验,双闭环控制保证了双馈电机的快速响应,仿真验证了双馈风力发电机控制策略的正确性     

绕线型双馈异步风力发电机设计要点

简介当前风力发电系统的几种类型,并对不同的风力发电系统进行比较。在详细阐述绕线型双馈异步风力发电机基本工作原理的基础上,提出了绕线型双馈异步风力发电机设计时的注意事项,同时分析了双馈异步发电机定子侧电流谐波的主要来源。     

双馈、直驱风力发电机特点分析

随着部分风电基地脱网事故频发及国家新能源产业政策调整,风电行业由早前的“井喷”式发展进入过冬期,绝大部分风电主机企业借此机会进行自查整改,同时业内对于双馈与直驱技术孰优孰劣的讨论更加激烈,希望通过对有刷双馈风电、无刷双馈风电、直驱风电、半直驱风电的特点分析,为今后风电制造发展提供一定的参考.     

双馈风力发电机运行方式的研究

针对能源发展的突出问题,分析了风力发电的重要性,分析说明了双馈风力发电机结构特性和运行原理,对双馈风力发电机运行方式进行了分类汇总,指出了各种运行方式的适用范围,分析了独立运行发电机组的性能,通过对双馈风力发电机运行方式的比较分析,得出了双馈式风力发电机并网运行的重要性,详细论述了双馈风力发电机的并网运行.