双馈风力发电机的稳态分析

在给出双馈风力发电机工作状况和等效电路的基础上,介绍了双馈风力发电机的稳态分析,对其定子和转子侧电流的计算过程进行了推算;随后,在已知电机额定参数的条件下,计算出满功率时定子和转子侧的能量和电流,对双馈风力发电机的稳态分析进行了仿真;最后,用双馈风力发电机组满功率发电实验时的电流波形验证了理论分析的正确性。     

双馈风电变流器低电压穿越下Crowbar电阻的优化设计

随着风电场大规模接入电网,新的并网规范要求风力发电机组必须具有低电压穿越能力。双馈型异步发电机(DFIG)采用转子侧并联Crowbar电阻的方式限制电压跌落时转子产生的过电流,从而实现DFIG的低电压穿越运行。文章在推导了电网电压跌落下DFIG定转子电流数学模型的基础上,分析了Crowbar电阻对DFIG运行性能的影响,完成了Crowbar电阻的优化设计,以实现DFIG在电网电压跌落下的穿越运行。最后针对1.65 MWDFIG风电机组,建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型,分析结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

并网新标准下的双馈风机“软穿越”能力的实现

根据风电场接入电网的新要求,对双馈风力发电机组"软穿越"的控制策略和实现进行了分析和对比,并进行了试验验证。验证结果表明,风机"软穿越"的实现能满足并网新标准要求。     

双馈异步发电机的矢量控制

双馈异步发电机采用交流励磁,利用矢量变换控制技术,综合改变双馈异步发电机转子励磁电流的相位和幅值,实现双馈异步发电机定子侧输出有功功率和无功功率的解耦控制.改变双馈异步发电机转子励磁电流的频率,可实现发电机的变速恒频运行.     

不平衡电网下基于预测电流控制的双馈风电变流器协同控制技术

基于双馈异步发电机风电系统转子侧和电网侧变流器在两相静止坐标系中的数学模型,运用预测电流控制方法对模型进行离散化处理,得到不平衡电网下变流器的预测电流控制算法。在此基础上针对不同的控制目标,提出了电网不平衡条件下双馈异步发电机变流器在转子侧和网侧的协同控制策略。利用Matlab/Simulink平台仿真验证了所提出的控制理论的正确性和有效性。     

高原用兆瓦级风电机组电气系统的改进设计

分析了高原气候对兆瓦级风力发电机组电气系统的影响,以WT1650型变速恒频双馈异步风力发电机组(1.65 MW)为例,提出了该风电机组在海拔4 000 m环境条件下运行的解决方案,并对其电气系统做了改进设计,整个改进方案对常规风电机组在高原环境下运行有良好的指导作用。     

并网型双馈风力发电机设计中的关键技术

双馈风电机组为目前并网型风电机组的主力机型,而双馈风力发电机是影响双馈风电机组性能和可靠性的重要部件。文章从电磁计算、绝缘结构、滑环系统及轴承电蚀等方面对双馈风力发电机设计关键技术进行了总结和探讨,阐述了一些主要设计原则,为完善双馈风力发电机设计提供了方法和思路。     

2.5MW风力发电机组网侧变流器控制策略及参数设计研究

对2.5 MW风力发电机组网侧变流器控制策略进行了研究,介绍了其LCL滤波器参数设计方法,阐述了电网电压谐波检测等要点。仿真和试验结果证明了控制策略的可行性,参数设计达到了预期的效果。     

双馈风力发电机系统有功和无功功率的解耦控制

双馈发电机的有功和无功功率的解耦控制是变速恒频(VSCF)风力发电系统的关键技术.文章阐述了变速恒频风力发电系统的工作原理,在分析双馈感应电机的动态数学模型以及定子磁链定向矢量控制的基础上,介绍了一种有效的有功和无功功率解耦控制方法.Matlab仿真结果表明,该控制方案能够很好地实现双馈电机的有功和无功功率的解耦控制,验证了其正确性和有效性.     

基于电压控制器的转子磁场准确定向方法研究

在异步电机转子磁场定向矢量控制中,电机温度以及运行条件的改变会造成电机定子电流的励磁分量和转子磁链方向不一致,从而对矢量控制性能产生严重影响,特别是在高速弱磁区域。文中提出了一种基于电压控制器的转子磁场准确定向方法。分析了电机端电压和转子磁场定向的准确度之间的关系,并采用了一种电压控制器来消除由于定向不准产生的定子电流励磁分量和转子磁链之间的误差角度。仿真结果表明本方案可以在整个速度范围内显著提高控制系统性能,从而对电机参数变化等对不利因素具有更强的鲁棒性。     

WT1650风力发电机组整机控制系统

整机控制系统是大功率风电机组的核心和关键技术。文章简要介绍了WT1650风力发电机组的整机控制系统的技术特点,并重点介绍了其网络拓扑结构、整机状态控制、功率与载荷优化控制、故障诊断与保护以及与远程监控系统的接口等。     

风机基本工作原理和电能变换系统

综述了风机电能变换系统.首先论述了实现风机能量变换的基础,考虑了电气系统的需求.然后描述了3种变换系统(恒速、变速双馈式异步发电机和变速直驱式发电机)的优点和缺点.其次简单叙述了所应用的电力电子变换器.最后,讨论了可选择的发电机系统和其发展趋势.发展趋势很明显倾向于变速系统.越来越多的双馈式异步发电机系统安装了应对电网故障的装置.对于直驱式风机,径向永磁同步发电机比电励磁同步发电机更便宜且效率更高.发电机的电压等级可期望提高到约5 kV.     

风轮特性的电气模拟

通过对风轮的受力及风能利用系数进行分析,推导了风能利用系数和风轮转矩的近似表达式,讨论了实现风轮输出特性及转动惯量模拟的方法。使用感应电机对风轮的转矩转速特性进行模拟,同时给出了风轮模拟系统的硬件结构,搭建了实验平台。测试表明,该系统能够实现风轮输出特性的近似模拟,并能较准确地反映出转动惯量对输出特性的影响,为风力发电的研究提供了方便的测试手段。     

基于二极管箝位级联拓扑变流器的直驱风电用变流技术

直接驱动型风力发电系统需要全功率变流器作为与电网的接口，多电平变流器的应用得到了广泛关注。二极管箝位五电平级联H桥拓扑，结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势，只需较少的箝位二极管和独立直流电源，即可进一步提高输出电压等级；使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路.可以方便地应用在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中。基于拓扑提出了消谐波SPWM和载波相移SPWM相结合的调制方法，能够方便地对二极管箝位级联拓扑进行控制，可以进一步提高等效载波频率，减小器件损耗和滤波器体积。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。     

风电系统实现LVRT的电网电压跌落检测方法

新的电力系统运行导则要求风电机组具有低电压穿越能力,电网电压跌落故障的快速准确检测是实现风电系统安全运行及LVRT功能的重要前提条件.详细介绍和讨论了几种常规检测方法和改进的坐标变换检测方法的工作原理及其优缺点,分别进行了仿真比较,并对适用于三相对称电压跌落故障的dq变换法进行了实验研究.仿真及实验结果表明,常规检测算法中峰值电压法、有效值计算法响应速度较慢;改进的坐标变换法响应速度较快,需要优化控制以提高准确度;适用于三相对称跌落故障的dq变换法,响应速度快,准确度高,可以较好地满足风电系统中三相对称电压跌落故障检测的需要.     

光伏并网发电及无功调节策略的研究

设计了一种将无功调节与并网发电相结合的光伏并网功率控制系统,使光伏并网逆变器在向电网提供有功功率的同时输出电网所需的无功功率。详细分析了系统数学模型、控制结构、无功功率控制方法,并计算了其无功功率极限。结合光伏电站远程调度通讯协议,利用500 kW光伏并网逆变器样机实现了并网发电和无功功率调节的统一控制。仿真结果表明,在电网发生故障时,光伏电站可发送无功以支撑并网点电压,提高了电网电压的稳态性。     

直驱式变速恒频风力发电系统低电压穿越研究

新的电网规则要求风力发电机组须具有低电压穿越能力,并在电压跌落时向系统提供一定的无功补偿。直驱式风电系统通过增加Crowbar保护电路,可以极大地提高其低电压穿越能力。文章分析了直驱式风电系统常用的Crowbar保护电路模式,讨论了其工作原理和实现方法,重点论述了直流侧卸荷电阻式Crowbar电路的低电压穿越策略,并对其进行了仿真分析。仿真结果表明,直流侧卸荷电阻式低电压穿越方案成本较低、可靠性较高。     

光伏并网逆变器零电压穿越控制策略的研究

针对光伏电站电网故障时突然脱网的不利影响,设计了一种光伏逆变器零电压穿越控制策略。采用基于电网电压正序分量的快速锁相技术,并根据电网电压的跌落深度给予并网点电压一定的无功支撑,实现了电网瞬时脱网情况下的不间断运行。250kW半实物仿真实验结果验证了该技术方案的有效性和可靠性。     

基于LCL滤波器的双馈风电网侧变换器不同控制结构性能研究

为分析基于LCL滤波器的双馈风电网侧变换器在不同电流反馈控制结构情况下的工作性能,采取PI控制器对网侧变换器网侧电流反馈控制结构和变换器侧电流反馈控制结构的电流闭环根轨迹进行分析,对其在理想电网无阻尼电阻和有阻尼电阻、非理想电网无阻尼电阻3种情况下的特性进行了比较。分析及仿真结果表明变换器侧电流反馈控制结构控制算法相对较复杂,但是系统稳定性好,电网电流的谐波畸变率较低;而电网侧电流反馈控制结构较易实现网侧单位功率因数控制,但稳定性较差。     

不对称故障下双馈风力发电系统网侧变流器的控制方法

风力发电机组通过背靠背变流器与电网相连接,电压发生不对称故障时直流侧电压将发生大幅波动,而要消除这方面的影响,关键在于对网侧电流的控制。针对电网电压不对称故障下风电机组的表现,文章提出了一种适用于该情况下的网侧变流器的控制策略,以实现风电机组的低电压穿越。对发生不对称故障时网侧变流器的状态进行分析,得出其控制指令,使用Matlab/Simulink建立仿真模型,给出A相电压发生50%跌落下的仿真结果,验证了该控制策略的可行性。