电网故障下双馈风力发电机网侧变换器的高阶滑模控制

针对电网故障下对双馈风力发电机网侧变换器的影响,本文采用滑模变结构控制方法,提出了采用增加瞬时功率前馈补偿的高阶滑模变结构控制策略,为此首先简要的分析了双馈风力发电机中双脉宽调制（PWM）型变换器的结构和控制原理,然后根据网侧变换器的数学模型,提出对网侧变换器采用电网电压定向欠量控制,以实现交流侧单位功率因数和直流环节电压控制．提出的方法提高了系统响应速度,克服参数变化和外电压波动的影响．仿真结果表明了该策略的有效性．     

超低速直驱永磁同步潮流发电装置建模与控制

研究超低速直驱式永磁同步潮流发电系统的建模及控制系统优化设计问题.由于潮流流速较慢,潮流发电中用到的永磁同步发电机转动惯量比较大,且电机转速相对较低,使得潮流发电系统动态响应较慢,传统PI控制较难兼顾系统动态特性及稳态性能.为提高发电控制系统的性能,提出了采用专家控制及单神经元控制相结合的智能PI控制算法控制永磁同步发电机转子转速的策略.首先建立了直驱永磁同步潮流发电系统的非线性模型并在单位功率因数控制模式额定运行点对其进行线性化,在对线性化模型进行详细分析的基础上设计了智能PI控制器.最后在MATLAB中对潮流发电系统进行了仿真,对比了传统PI控制及智能PI控制下潮流发电系统的输出波形.仿真结果显示,提出的控制策略能够有效提高系统的动态和稳态性能.     

双馈感应风力发电系统新型功率控制策略研究

在风力发电功率优化控制问题的研究中,针对双馈感应风力发电系统稳定性问题,推导出双馈感应发电机转子d-q轴电流分量与定子无功功率及转矩之间的数学表达式,提出以定子无功功率和转矩作为参考输入的控制方法,得出系统功率转换的控制策略,建立了风电系统转子侧变换器的矢量控制框图.采用Matlab/Simulink,搭建了1.5MW风力发电系统的仿真模型.运行仿真模型,得到了双馈感应发电机转子电流,双馈风力发电系统的有功功率、无功功率及三相输出电流等信号的波形曲线.仿真结果表明,改进控制策略提高了系统的鲁棒性和输出电能质量,证明了控制策略的有效性和可行性.     

基于双PWM协调控制的永磁风力发电系统研究

说明了直驱式永磁风力发电系统的基本组成和原理,分析了永磁风力发电系统最大功率跟踪的控制策略;设计了发电系统网侧变流器基于电网电压矢量定向、机侧变流器基于发电机转子磁链定向的背靠背双PWM协调控制结构.最后通过仿真验证了该系统的最大功率跟踪特性,并就仿真中PI参数设置的关键问题进行了说明,可有效防止转速比较控制中的转矩冲击问题.     

构建谐波模型的永磁风机机侧变流器谐波抑制

永磁风电系统机侧大功率变流器的使用,致使永磁发电机定子电流中含有大量低频谐波,从而引发一系列危害.通过建立dq旋转坐标系下的谐波数学模型,在变流器双闭环矢量控制系统中引入谐波抑制环节,抵偿其中影响较大的5、7次谐波.同时,提出用滤波特性较好的峰值滤波器代替低通滤波器,以获得更好的谐波电流提取效果.最后,在Matlab/Simulink中搭建1.5MW永磁风电系统机侧谐波抑制模型.仿真对比结果表明,所述谐波抑制策略不仅能有效抑制发电机定子电流畸变,而且可以减小基波电流损失,提高发电机组效率.     

基于PI参数优化的风电系统变流器的研究

通过风电系统变流器的模型,提出在机侧和网侧采用PWM控制。机侧采用速度外环和电流内环的双闭环控制策略;网侧采用直流电压外环和电流内环的双闭环控制策略。对PI控制器的参数进行整定,通过ITAE寻找最优参数,使得系统实现优化控制及单位功率因数传递电能。仿真和实验表明,整定的PI控制器参数可使系统达到很好的控制效果。     

双馈风力发电系统功率解耦控制策略仿真研究

研究风力发电机功率效率优化控制问题,由于外部风力环境变化较大,应保证变换器的稳定性控制。传统的控制方法不但动态和稳态性能差,而且控制策略比较复杂。为了改善控制效果,提高直流电压利用率,采用了SVPWM调制技术,并提出了一种功率解耦控制策略的双脉宽调制(PWM)变换器控制方案。网侧变换器控制直流母线电压的稳定并调节网侧功率因数,转子侧变换器进行矢量解耦控制,调节定子有功和无功功率。仿真结果表明,控制策略能够快速跟踪风速变化,维持直流侧母线电压恒定,输出的电流为正弦波,并且与电网电压同频同相,满足并网条件,实现有功和无功功率的独立调节,对并网风力发电系统的设计研究提供有意义的参考。     

离网型风光混合能源发电系统的仿真研究

风光混合能源发电系统是为了弥补独立的风力发电系统和光伏发电系统不足而设计的独立发电系统,可以充分利用风能和太阳能资源,具有无污染供电质量好等优点.为了提高风光互补发电系统的利用率,满足负载的供电要求,必须对系统能量进行有效管理.风光双通道的输出电压具有共直流母线的特点,如何配置风力发电机、光伏电池板和蓄电池来满足负载需求,为使风光混合能源得到充分利用,采用MATLAB/Simulink平台环境,建立风力机、发电机、光伏阵列、Buck变换器、双闭环控制器等子系统模型;用内环电流、外环电压控制的双闭环PWM技术,分别对风光混合能源发电系统的输出电压进行控制,对比分析无储能元件的系统性能;在风能和太阳能能量交替出现情况下,对风光混合能源发电系统进行性能研究,分析了随机性扰动输入下系统的实际模态与性能仿真,结果表明了系统模型和控制策略的正确性,为指导实际工程优化提供了理论依据.     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.     

直驱式永磁同步风电机组最大功率跟踪控制策略的研究

直驱永磁同步发电机具有直接驱动、结构简单、效率较高等优点,因而成为目前兆瓦级风电机组的主流机型之一,且市场份额有逐步扩大的趋势。以直驱式永磁风力发电系统为主要研究对象,在直驱永磁同步风力发电机(DDPMG)的运行特性基本原理基础上,建立包括风力机、直驱式永磁同步发电机及机侧变换器在内的整个系统的数学模型。应用定子磁链定向的方法,对系统进行矢量控制策略的研究,运用Matlab/Simulink建立了直驱永磁同步发电系统仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真,结果验证了所建模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。