单周控制变速恒频风力发电机并网仿真研究

双馈式风力发电机的变速恒频控制是风力发电系统研究中的热点。在空间矢量控制的基础上．结合异步电机的变速恒频控制理论,通过单周控制技术产SVPWM波形,对Ac—DC／DC—Ac变频器进行控制,快速跟踪调节转差频率,实现定子输出电压频率同步电网频率,实现转子功率双向流动。在Matlab／Simulink环境下建立双馈式感应电机、变频器、转子频率控制器的双馈式风力发电机仿真模块并进行仿真研究。证明单周控制器能很好地实现双馈式风力发电机的变速恒频运行。     

1.5MW双馈式变速恒频风力发电机系统的建模与仿真研究

以双馈变速恒频风力发电机作为研究对象,建立了双馈感应发电机的定子磁链定向矢量控制策略数学模型,在Matlab/Simulink搭建了双馈风力发电机整体仿真模型,实现了双馈风力发电机的有功、无功功率的解耦控制和最大风能捕获。     

双馈风力发电机有功、无功的解耦控制

为实现双馈风力发电机的变速恒频运行和最大风能捕获,首先介绍了双馈发电机变速恒频运行的原理,其次通过对双馈发电机动态数学模型的研究,提出了基于定子磁场定向的矢量控制策略.最后对系统进行了有功和无功功率独立调节的仿真实验,仿真结果验证了变速恒频双馈风力发电系统建模及控制的正确性和有效性.     

基于DFIG的变速恒频风力发电机组控制策略

在分析双馈异步发电机的运行特性及交流励磁电源双PWM变频器基础上,研究基于定子磁场旋转坐标系下的变速恒频风力发电机组电气控制部分的控制策略。同时基于MATLAB软件建立变速恒频双馈风力发电机组的仿真模型,针对提出的控制策略对变速恒频双馈风力发电机组的并网运行特性进行仿真研究。结果表明该控制策略合理,控制器设计有效。     

变速恒频风力发电系统控制方案综述

为满足风力发电机组并网运行的要求,风力发电系统应采用变速恒频控制策略。通过与恒速恒频控制策略进行比较,分析了变速恒频控制策略的优点。详细阐述了国内外主要的变速恒频风力发电系统方案:笼型异步发电机、交流励磁双馈发电机、无刷双馈发电机、直驱式永磁同步发电机。最后对风力发电机的发展趋势进行了展望。     

双馈感应风力发电系统的无源性控制方法研究

根据交流励磁变速恒频发电系统的运行原理,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。基于双馈感应风力发电机Euler-Lagrange系统模型,设计本质上是非线性反馈的无源性控制策略,实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪控制。该方法从能量角度分析双馈感应风力发电系统,确定不必抵消的"无功力",设计全局定义的控制律,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。     

变速恒频双馈风力发电机的励磁控制系统设计及试验研究

双馈电机变速恒频风力发电系统是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的.分析了双馈电机工作原理和数学模型,并设计了基于TMS32OF2812DSP的变速恒频双馈风力发电机的励磁控制试验系统.对电机的并网控制以及电机的自并励启动进行了试验研究,为变速恒频双馈风力发电机励磁控制策略的设计奠定了基础.     

双馈风力发电机并网技术的研究

对双馈风力发电机并网技术进行综述,分析了双馈感应发电机风力发电系统,研究了风力发电系统并网控制与变换器,提出了并网逆变器的控制策略,介绍了双馈发电机系统并网运行的特点,研究表明采用变速恒频矢量控制策略可灵活调节系统的有功、无功功率,抑制谐波,减少损耗,提高系统效率。     

变速恒频风力发电系统及其控制技术研究

为了最大限度地利用风能,风力发电系统应采用变速恒频控制策略。分析了鼠笼异步发电系统、双馈发电系统、无刷双馈发电等变速恒频风力发电系统的原理、性能及特点,通过对比各种风力发电机和各种控制方法的优缺点,对未来风力发电机和风力发电控制技术的发展趋势做了展望: 风力发电机大型化;采用变桨距和变速恒频技术;风力发电机采用直接驱动;采用智能化控制等。     

考虑变频器特性的变速恒频双馈风力发电机组控制策略的研究与仿真

以并网型变速恒频风电机组中双馈发电机的运行特性及连接于发电机转子部分的脉宽调制(PWM)控制的电压源型交-直-交变频器的结构和机理为基础,在假设变频器采用理想开关器件,即忽略电子器件的换相重叠、损耗,并只考虑变频器直流电容充放电的动态过程而不计频率调节的动态变化过程的前提下,提出了基于定子磁场旋转坐标系统下的变速恒频风电机组电气控制部分的控制策略并设计了相应的H控制器.同时基于MATLAB软件建立了变速恒频双馈风力发电机组的仿真模型,并以渐变风和随机风模式为例,针对提出的控制策略对变速恒频双馈风力发电机组的并网运行特性进行了仿真研究,仿真结果表明了该控制策略的合理性及控制器设计的有效性,同时也说明了双馈发电机在保证有功输出的情况下能够有效地调节无功功率,保证变速恒频风电机组的稳定运行.     

变速恒频双馈风力发电系统最大风能追踪控制

分析了风力机的功率特性以及双馈感应电机的运行特性,探讨了最大风能追踪的控制策略,在定子磁链定向矢量控制策略下,基于S函数建立了双馈风力发电系统的仿真模型,并在两次阶跃风速下对所建模型的运行特性进行了仿真研究。仿真结果表明系统实现了最大风能追踪以及变速恒频运行,同时验证了所建模型以及控制策略的正确性。     

变速恒频风力发电机组的无功功率极限

根据变速恒频风电机组的工作原理，建立了变速恒频风电机组的稳态数学模型，该模型考虑了风力机、双馈电机及其转速控制的稳态特性。在此模型的基础上，提出了计算变速恒频风电机组无功功率极限的方法，并对一变速恒频风电机组进行了计算分析，验证了所提方法的可行性。     

变速恒频风力发电系统的并网控制分析

通过对风力机的风功率特性分析,阐明了为最大限度地利用风能风力发电系统的主流控制方式是变速恒频的控制方式,对交流整流子、电磁滑差联接、转差频率励磁、磁场调制、交—直—交变换、双绕组双速异步、高滑差异步以及开关磁阻等几种常见的变速恒频风力发电系统的并网控制进行了介绍及对比分析,并着重分析了变速恒频双馈发电机风力发电系统的并网控制。     

变速恒频双馈风电机组恒功率非线性控制

为了有效减少变速恒频双馈风电机组额定风速以上时的功率和转速波动,提出了一种同时考虑桨距角和双馈感应发电机转子励磁电压调节的新型恒功率控制策略。在分析风力机特性和双馈感应发电机基本电磁关系的基础上,建立了变速恒频双馈风电机组的非线性数学模型,并利用反馈线性化理论设计了非线性控制器。仿真结果表明,所提出的控制策略与现存的仅...     

基于异步电机的风力机模拟实验平台的研究

提出了一种风力发电系统研究和实验平台的设计方案,利用逆变器控制的异步电动机模拟风力机特性,驱动风力发电机运行.首先分析了风力机的功率和转矩特性,讨论了风力机的转矩模拟方案.通过给定风速和实测转速,按照风力机特性可计算出应输出的转矩.控制异步电机输出同样的转矩,便可实现风力机的模拟.异步电机采用了带有前馈解耦的间接磁场定向矢量控制,其dq轴电流可分别对磁链和转矩进行控制,其转矩响应可满足控制要求.在变风速和变转速两种典型运行条件下的实验结果表明,异步电机可以准确的对风力机特性进行模拟.该平台可方便地用于实验室条件下的风力发电系统研究.     

双馈风力发电机的无速度传感器控制

变速恒频风电系统中,速度传感器的使用降低了双馈发电系统的可靠性。提出一种基于自适应降阶观测器的速度辨识方案。采用李亚普诺夫稳定性理论,经过严格推导得出了速度辨识自适应律,对双馈电机转速进行在线辨识;利用极点配置得到观测器的增益。以自适应降阶观测器和矢量控制方案设计了无速度传感器双馈风力发电机矢量控制系统。仿真结果表明自适应降阶观测器具有良好的动、静态性能;能够准确获取双馈电机转速与角度信息,响应速度快。     

双馈风电系统中双级矩阵变换器的应用研究

双级矩阵变换器（TSWC）作为一种极具潜力的新兴的电力变换器件,具有非常优越的性能。针对传统变频器在变速恒频的双馈风力发电机励磁系统中应用不足,引入TSMC来作为双馈风力发电系统的励磁电源,根据变速恒频的双馈电机的工作原理,提出了一种基于同步旋转坐标系d、q轴变换的双空间矢量调制的TSMC闭环控制策略对发电机的转子励磁电压进行控制,大大简化并优化了变速恒频的双馈风电机励磁系统信息量的算法和结构。最后仿真实验验证了TSMC在变速恒频的双馈风力发电机励磁系统中应用的优越性和可行性。     

双馈风电机组变系数虚拟惯量优化控制

传统的变速恒频风力发电机采用电力电子变流器控制,导致机组输出功率与系统频率解耦,使风力机无法响应系统频率变化,降低了系统转动惯量。在分析双馈风力发电机运行特性和虚拟惯量特性的基础上,研究了双馈风力发电机采用虚拟惯量控制的机组转速变化与输出功率的关系,提出了同时考虑调频效益和调频成本的变系数虚拟惯量控制策略。该控制策略分别以调频时双馈风电机组输出功率、转速恢复时间衡量调频效益、调频成本的大小,并采用遗传算法离线计算机组不同运行状态下的调频系数曲线和机组转速变化程度的最优值,以实现机组频率控制系数随机组转速变化而改变。根据计算所得调频系数曲线在MATLAB/Simulink软件平台进行仿真实验,结果表明所提方法能够使双馈风电机组在不同运行状态下响应系统频率变化,并保证机组自身稳定运行。     

基于最佳功率给定的最大风能追踪控制策略

采用双馈异步发电机(DFIG)的交流励磁发电技术不但能在变速情况下实现恒频发电,更能通过对DFIG输出有功、无功功率的解耦控制,实现最大风能的追踪.为能在不检测风速的条件下实现最大风能的捕获,提出了基于参考功率优化计算模型的最大风能追踪控制策略,其本质是通过控制DFIG的输出有功功率来间接控制风电机组转速以追踪风力机最佳功率曲线.在此基础上,建立了基于矢量变换控制技术的完整的变速恒频(VSCF)风力发电控制系统.仿真和实验结果验证了该最大风能追踪控制策略的可行性、有功与无功解耦控制的有效性及工程应用的现实性.     

矩阵变换器的双馈风电系统最大风能捕获研究

根据双馈风力发电系统的特点,采用矩阵变换器作为其交流励磁调节装置,结合定子磁链定向控制策略,建立了变速恒频风电系统控制模型。为提高风力发电系统的效率,提出一种无需检测风速和功率信号且算法较为简单可靠的最大风能捕获方法。利用Matlab/Simulink对亚同步速、同步速、超同步速3种典型工作状态下的运行特性进行仿真分析。结果表明,该方法实现了有功、无功功率的解耦控制和最大风能的捕获控制。