不平衡电网电压下并网型双馈感应发电机励磁控制策略

通过坐标变换推导出双馈感应发电机在正、负序坐标系下的电压方程和磁链方程,建立了正、负序坐标系下基于定子正、负序磁链定向的并网型双馈感应发电机数学模型.分别给出负序控制系统4类不同控制目标时转子负序电流指令值,得到适应于电网电压不平衡的双馈感应发电机在正、负序坐标下的励磁矢量控制策略.     

基于双馈式风力发电机的研究与转子故障仿真

风电是我国能源构成的重要组成部分.本文选取了应用最广的双馈式风力发电机作为研究对象,通过分析其工作原理建立了双馈式风力发电机的数学模型.利用MATLAB软件对双馈式风力发电机进行建模,对并网前后及转子绕组匝间短路故障状态进行仿真分析,从而证明了所建模型的正确性.     

双馈风力发电机转子变流器九点控制器设计

在分析双馈风力发电机转子变流器运行特性的基础上,设计了该变流器的九点控制器。以8 kW双馈风力发电机为对象、Matlab为仿真工具,研究了在超同步转速、同步转速、低同步转速、大扰动等不同条件下该控制器的控制效果;在相同约束条件下,与传统PI 控制做了对比研究。仿真试验结果表明：九点控制器各项性能指标优于传统的PI控制器。     

基于转子基波电压协同输出控制的 双馈变流器高电压穿越策略

为了解决电网电压深度不对称骤升时,机侧变流器功率不稳定以及直流母线脉动问题,提出一种基于转子基波电压协同输出控制的双馈变流器高电压穿越方法。当电网电压不对称升高时,转子侧变流器只输出转子电压基波分量,控制转子变流器输出有功功率基本为零,同时网侧变流器把直流母线的脉动功率送至电网。试验结果表明,该控制方案不仅可以保证在电网电压不对称升高期间双馈风电机组不脱网运行,还能向电网提供一定的感性无功功率,同时该方法不需要使用直流母线电压斩波电路,节省了成本。     

双馈风力发电机的直接转矩控制技术

直接转矩控制技术(DTC)已广泛应用于感应电动机的调速控制领域，并获得了良好的控制效果.感应电动机的直接转矩控制主要是在工频附近，双馈发电机的直接转矩控制主要工作在低频区域，而直接转距控制技术的低频特性是一个研究热点.对变速恒频双馈风力发电机的直接转矩控制技术进行了理论分析，阐述了它的工作原理和系统结构，推导出有关控制方程，给出了具体的控制框图，并在此基础上利用MATLAB/SIMULINK进行了仿真研究.仿真结果证明，所设计的控制系统可以实现对输入机械功率曲线的有效跟踪，说明理论分析和提出的控制策略是可行的.     

基于风力涡轮机和双馈感应发电机的风力发电系统仿真与分析

风力发电在绿色能源持续发展方面占有极大市场,对于风机的研究也逐渐深入。为了实现对风能发电过程的更高效监控,本文以风力涡轮机和双馈感应发电机系统过程的建模为基础,对风力发电机的基本原理作了简单阐述。利用MATLAB/Simulink建立风能发电模型,并在风速变化条件下对风力发电系统的重要参数进行仿真分析,观测电机转速与风速之间的跟踪关系,验证双馈策略在风电场模型中的有效性。     

双馈感应发电机风力发电机组矢量控制研究

从并网风力发电系统的发展趋势出发,对现代风力发电机组进行了比较.分析了双馈感应电机数学模型及其定子磁链定向矢量控制模型,论证了其无功功率和转矩的独立控制的可行性,探讨了转子电流解藕控制的控制方案并给出了PID团环控制方案.在数学模型的基础上搭建了MATLAB/SIMULINK仿真模型对结论进行了验证.     

电网电压不平衡时双馈感应发电机的运行特性

分析了电网电压不平衡理论,建立了电网电压不平衡时双馈感应发电机在正、负序参考坐标系下的数学模型,在此基础上,推导出了电网电压不平衡时双馈电机输出功率、电磁转矩以及网侧变频器电压和电流方程,研究了电网电压不平衡时双馈感应发电机的运行特性.研究表明,当电网电压存在负序分量时会导致双馈电机的电磁转矩存在2倍频波动,定子输出有功功率中有偶数次频率的波动,交直交变频器的网侧变频器的交流侧产生奇数次谐波,而直流侧电容电压产生偶数次纹波分量.仿真结果证明了理论分析的正确性.     

双馈感应风力发电系统的无源性控制方法研究

从能量平衡关系出发,利用非线性控制理论,提出了新型的双馈感应风力发电机自适应控制方法.该方法从能量角度分析了双馈感应风力发电系统,不必抵消“无功力”,就可实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪控制,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好的特点.基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性.     

双馈感应电动机的哈密顿系统建模与控制

针对负载转矩已知和未知情况，研究了双馈感应电动机（doubdy-fed induction machines，DFIM）调速系统的哈密顿系统建模与控制问题，采用端口受控哈密顿（port-controlled Hamiltonian，PCH）方法，建立了DFIM的PCH系统模型，给出了期望的闭环系统PCH结构，选取了期望的闭环哈密顿函数，设计了控制器和负载转矩观测器，分析了平衡点的稳定性，从而实现了DFIM电气子系统与机械子系统的控制，仿真结果表明所提出的控制方法是有效和可行的。     

风电场双馈电机无功功率控制

分析了双馈电机在定子磁场同步旋转的dq轴和电压矢量定向下的电压、电流、力矩、功率等数学模型,提出了计算无功极限的方法。对双馈电机有功和无功解耦控制进行探讨,给出了具体控制无功发生能力的控制策略,并通过算例探讨了双馈机组在无功和有功分别单一发生改变时转子电压电流变化情况。仿真结果表明控制转子电流无功分量可以控制定子无功的发出或吸收,从而充分发挥风电机组无功调节的能力,改善系统电压水平。     

双馈风力发电机控制策略的仿真研究

变速恒频双馈风力发电机组主要工作在同步速附近,在这一运行区域转子励磁电流频率很低(同步速时为0),通过转速来调节转子励磁频率很难保证双馈发电机输出功率的稳定.通过对东北新能源公司大连驼山风电厂东汽FD77E型风机实际运行情况的研究分析,将DTC技术应用到双馈风力发电机的控制领域.首先对直接转矩控制技术进行了理论分析,阐述了它的工作原理和系统结构,进而推导出控制方程,并给出了具体的控制框图,然后利用MATLAB进行了仿真研究,仿真结果验证了理论分析和提出的策略是可行的.     

双馈风电机组PWM变换器的控制策略及其参数优化

根据PWM变换器的数学模型,结合矢量控制理论,提出运用非线性单纯形（ Simplex）算法对双馈风电机组PWM变换器PI控制器参数进行了优化方法,仿真结果表明了利用该优化方法能够改善控制系统的各项动态性能,提高控制精度,且该算法具有良好的鲁棒性。依托DIPGEN风机实验平台,进行了风机三相故障实验,实验结果证明了所建立的PWM变换器控制策略和提出的优化算法的可行性和实用性。     

风电场并网系统的电压稳定性分析及改善措施

针对风电场并网带来的电压稳定性问题,以双馈风电机组为研究对象,根据双馈风电机组的运行特性,对风电机组的静态电压稳定和暂态电压稳定进行了理论分析,在Matlab/Simulink中建立了双馈风电场并网系统和静止无功补偿器模型,通过绘制双馈风电机组的P-V曲线,研究随着风电场出力的增加,电网静态电压稳定性的变化情况,并通过仿真验证了静止无功补偿器对于改善风电场并网系统的静态电压稳定性和暂态稳定性的作用.     

基于Crowbar电路的双馈机低电压穿越特性仿真分析

双馈感应发电机特殊的电路结构使其在并网运行时对电网电压跌落非常敏感,通过Crowbar保护电路短接转子是目前常采用的实现双馈感应发电机低电压穿越的措施,其主要缺点是此时双馈机运行于异步机状态,需要从系统吸收无功进行励磁。本文对双馈感应发电机电压跌落下的运行特性进行了分析,在总结了传统的Crowbar投切控制策略优缺点的基础上提出了一种改进的Crowbar投切控制策略。在M ATLAB/Simulink仿真平台下搭建并网双馈机风电场模型,对双馈机低电压穿越运行特性和所提的Crowbar投切控制策略进行仿真分析。仿真结果证明了所提的改进的Crowbar投切控制策略的有效性。     

交流励磁发电机的静态稳定特性分析

讨论了交流励磁发电机能量流向及电磁功率特性、静态稳定特性,分析了交流励磁发电机电磁功率、静态稳定性能和转子励磁电压大小、相位及转差率的关系,当转子电压较大时,发电机的静态稳定性能较好,发电机运行在超同步转速时,Pemmax较大,静态稳定性能较好,而运行在亚同步转速时,Pemmax较小,此时电机的过载能力较差.     

电网故障下双馈风力发电机动态响应分析及LVRT控制

馈电机由于其定子与电网直接耦合相连,故而在电网发生故障时,电机转子侧会产生相应的电压和电流冲击,严重影响到风电场的稳定运行。文章首先讨论了故障发生时刻以及切除时刻的动态响应过程,并在此基础上对一种基于Crowbar电路的低电压穿越控制方法进行了在电网故障发生时刻以及故障切除时刻的仿真研究,通过与传统矢量控制在双馈风电系统发生严重电网故障下的对比分析验证了其可行性与正确性。     

双馈电机风电场电压协调控制策略

为增强并网风电场的电压稳定性,提出了一种变速恒频双馈风机组与风电场无功补偿装置——静止同步补偿器的协调控制策略.该策略充分利用了DFIG网侧换流器、定子侧的无功发生能力,有效提高了风电并网点电压的暂态水平,并加速了电压的恢复过程.在DIg SILENT/Power Factory建立了仿真模型,仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

改进的双馈风电机组低电压穿越能力研究

针对风电机组低电压穿越能力的要求,在分析Crowbar电路和串联制动电阻(SDBR)保护原理的基础上,提出利用两种方式结合的方法来改善双馈风电机组的低电压穿越能力。利用Matlab/Simulink仿真平台建立基于双馈风力发电机的风电系统仿真模型,并将仿真结果同不加任何保护装置的风电系统各参数进行对比。结果表明,改进的保护措施能有效保护风电机组,提高机组的低电压穿越能力。