基于横磁通发电机的永磁直驱风力发电系统

为满足直驱式风力发电机组的低速、大转矩要求,对新型横磁通永磁多相发电机的转矩密度、模块化结构及其系统建模进行深入分析,针对此类电机电枢绕组和主磁路在空间结构上的相对独立性和各相绕组间的电磁解耦特点,进行变速恒频风力发电控制系统设计,根据风力机输出特性,提出基于最优电磁转矩特性曲线的发电机最大功率跟踪方案。并搭建了10kVA样机系统,通过全功率逆变器完成电能转换与并网控制,实验测试结果表明发电系统馈入电网的电流THD为2.8%,功率因数为0.98,电能质量达到了风电入网标准。     

抽油泵智能节电控制策略研究

结合国内多数油田的实际情况 ,设计出以单片机为核心 ,根据油井井底出油量的多少对抽油泵进行实时控制的新型节电装置。模糊控制算法与传统控制方法相比 ,具有控制精度高、响应速度快等特点 ,能有效解决抽油泵的泵空问题 ,明显降低油田电能损耗 ,从而达到节能目的。     

新型抽油机变频电源设计

结合国内多数油田的实际情况，以满足抽油机井节能降耗为目的，研制了一种双PWM抽油机变频电源。介绍了主电路与控制电路的设计，该电源实现了电能双向流动，并具有输入功率因数校正作用，从而克服了传统变频电源给电网造成的谐波污染和抽油机制动过程中的电能浪费，根本上提高了电能的利用效率，试运行显示其节能效率约为15%。     

阻尼绕组对磁力齿轮动态特性的改善

与传统机械齿轮相比,磁场调制式磁力齿轮输入与输出轴之间非机械连接,具有无磨损、无润滑、大速比与过载保护等特点,使得其在变速机械方面具有特殊应用价值。然而,由于两转子间存在非刚性磁耦合特性,导致在启动以及负载和速度发生变化时,出现暂态振荡现象。为了提高整个传动系统的动态稳定性,提出一种在高速转子侧增加阻尼绕组的结构设计,在电磁场有限元分析基础上,建立了动态仿真模型,对磁力齿轮增加阻尼绕组前后动态性能进行对比研究,结果证明阻尼绕组结构能有效减小传动系统的振荡幅值,缩短调节时间。     

基于MRAS的异步电机无速度传感器应用研究

针对异步电机基于转子磁链模型参考自适应(MRAS)速度观测器中的积分直流偏置和PI自适应率参数不能在线修正的问题,将转子磁链的电压模型进行改进,并提出一种自适应线性神经元(ADALINE)速度观测器。通过一阶惯性环节代替了电压模型中的纯积分环节,消除了积分直流偏置和误差积累,利用ADALINE算法对MRAS观测器中的自适应率进行改进,实现了在中高速情况下对电机转速的准确观测。仿真结果表明,改进后的MRAS速度观测器对速度的辨识度较高,动态性能良好,验证了该控制策略的正确性与可行性。     

应用于模块化多电平直流变换器的阶梯波调制策略

在直流配电网中,模块化多电平直流变换器MDCC(modular multilevel DC/DC converter)以模块化多电平变换器结构为基础,是实现不同电压等级直流母线电压变换和电能双向传输的核心装置。探讨MDCC的高频链阶梯波调制策略,并采用傅里叶级数建模,可有效简化阶梯波建模和分析过程。此外,阶梯波调制可有效减小高频链电压dv/dt、谐波和无功含量,提升MDCC整体效率,促进MDCC在直流配电网中的应用。     

直驱风电系统的一种多电平拓扑及其并网研究

在直驱式变速恒频风力发电系统中,为了更好地适应系统容量的不断提升,同时在现有的电力开关器件耐压条件下,提高变流器输出电压等级和性能以降低线路传输损耗,将低速多相永磁同步发电机与级联型多电平逆变器直接耦合起来,形成了一种可实现高效率电能变换的新型拓扑结构。网侧采用电网电压定向控制策略对级联型多电平逆变器进行控制,实现了电流有功、无功分量的解耦及单位功率因数并网。对级联型多电平逆变器的开关调制则采用了一种基于多个两电平系统组合的多电平SVPWM方法,简化了调制算法。基于Matlab7.1的并网仿真结果验证了这一方法的可行性。     

基于小波包和支持向量机的电能质量扰动识别

电能质量扰动识别是电能质量检测系统的重要组成部分,也是进一步采取适当措施对其进行治理和控制的前提和依据.通过MATLAB仿真软件建立5种典型扰动信号的模型,包括电压突降、突升、中断、脉冲暂态及谐波;利用小波包分析方法对上述扰动信号进行特征向量提取;并采用粒子群算法对SVM核函数参数γ和惩罚参数C寻优,确定最优SVM分类模型,最终测试精度为98.125％,表明该算法实时性强、识别精度高,从而验证了所用方法的可行性.     

基于改进遗传算法的光伏发电并网优化配置

光伏发电在未来将成为新增分布式发电系统的主流,为此研究了光伏发电并网的优化配置问题。建立了光伏电源选址和定容的配电网络损耗最小、节点电压偏移最小和接入费用最小的多目标优化模型;提出了一种改进的基于遗传算法的并列选择法;突出优化重点目标,对各目标函数区别对待,在前推回推法计算配电网潮流的基础上,采用该改进的算法求得模型的最优解;最后通过IEEE33节点算例系统对模型和算法进行了测试,结果表明所建模型的正确性和改进算法的优越性。     

基于绕组函数的长定子直线同步电机建模研究

针对精确的直线同步电机数学模型建立困难的问题,提出了基于绕组函数法的长定子直线同步电机绕组电感的计算方法,并推导出了直线电机各电感参数计算公式,然后建立了相应的直线同步电机数学模型。此外,利用电感参数在Simulink里搭建了直线同步电机矩阵微分方程,通过仿真结果得到了三相电流、励磁电流和电磁推力波形。最后,基于长定子同步直线电机的结构尺寸建立了一对极有限元模型,定子绕组通入三相交流电,动子绕组通入直流励磁电流,通过设置适当的剖分,将得到的电磁推力和解析法的电磁推力进行了对比。研究结果表明,有限元分析法和解析法得到的电磁推力结果一致,从而论证了基于绕组函数法的直线电机数学模型建模方法,为以后的直线电机数学建模提供了参考。