双馈异步发电机组控制策略的仿真分析

介绍了双馈异步发电机(DFIG)的运行原理,通过坐标变换建立了DFIG在同步旋转坐标系下的数学模型。采用定子磁链定向矢量控制策略,建立了基于功率和电流双闭环控制策略模型。并利用Matlab/Simulink仿真软件对控制策略进行仿真,在仿真模型下进行了最大风能追踪和并网运行特性的研究,仿真的结果证明了控制算法的正确性和良好的控制性能。     

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。     

风力发电励磁系统研究

采用具有优良输入、输出特性的双脉宽调制(PWM)控制的交-直-交变频器作为交流励磁发电机的励磁电源.仿真实验表明:基于动态同步坐标轴系的双通道解耦励磁控制策略能够实现交流励磁发电机有功、无功和转速的独立调节.双PWM变换器具有功率双向流动,输入和输出谐波电流小,动态性能优良,功率因数可调等优点,是交流励磁发电机的理想励磁电源.     

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。     

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.     

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.     

变速恒频风电系统应对电网故障的保护电路分析

新的电网规则要求风力发电系统具有低电压穿越能力，基于双馈感应发电机的双馈型风电系统和基于永磁同步发电机的直驱型系统作为主流变速恒频风能变换系统，增加保护电路后，可以极大地提高其故障穿越能力。基于国内外对变速恒频风电系统保护电路的分析和总结，对各种类型的保护电路进行了分类，对其工作原理和实现方法进行了详细说明，并讨论了各自的优缺点。增加保护电路可以使变速恒频风电系统在电网故障发生时，保持与电网的连接，当故障消除后，快速恢复正常运行，从而极大地提高风电系统的可用型、可靠性和市场竞争力。     

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。     

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。     

内燃机车异步发电系统分析

针对内燃机车牵引发电系统中异步发电机稳态工作时电机功率因数和效率低的问题,采用无功功率为零和最大转矩电流比控制方法,分析了异步电机旋转坐标系下电磁关系,分别完成无功功率为零和最大转矩电流比(MTPA)控制的方程解析式的解读;在中间直流环节限制下,分析异步发电机的弱磁曲线,寻找最小电流工作点,完成电流轨迹规划;在保证牵引发电系统稳定运行的前提下,提高电机与逆变器的工作效率,并利用Simulink仿真软件对系统进行分析。     

适用于电网电压小幅下降的双馈电机励磁控制仿真研究

考虑到电力系统的安全性和稳定性,新的电网规程要求并网风力发电机组应具有一定的低电压穿越能力。为了抑制双馈感应风力发电机组在电网电压下降时转子侧出现的过电压和过电流冲击,考虑电网波动建立了双馈电机转子变换器控制系统数学模型,并且采用定子电压定向的空间矢量方法对电机转速和定子输出无功功率进行跟踪控制。在Matlab环境下,选取一台1．5MW并网双馈感应风力发电机在电网电压下降到额定值的60％期间对所设计的控制系统进行了仿真验证。     

电气化铁道感性容性无功不对称补偿方法研究

提出了由有源无功补偿结合固定并联滤波器应用于感性容性无功不对称的电气化铁道的方法,该方法既具有双向连续调节又具有节省投入无功发生器容量的优势。该补偿器结合PWM技术电流直接控制方法来控制逆变器的无功输入与输出,实时调节牵引变压器二次母线电压,克服了传统晶闸管控制电抗器的谐波问题,逆变器的工作容量仅为补偿容量的25％。最后通过仿真加以证明其可行性和有效性,并进行了经济比较分析。     

适用于电气化铁道的静止无功发生器SVG的研究

静止无功发生器SVG(Static Var Generator)相对于传统的无功补偿装置具有明显的优越性.现根据电气化铁道供电的实际情况,从SVG装置的主电路结构、电流检测方法、控制系统等各个方面进行研究,设计出适合于电气化铁道的SVG装置,并进行了仿真验证.     

感应电机离散频率软启动控制研究

介绍了一种基于离散频率原理的电机软启动控制方法。在对传统电路结构进行改造后使电机在子频率运行时采用正序电压启动，有效地保证了电机的启动转矩；在工频运行时采用斜坡电压启动，进一步限制启动电流。仿真结果表明，实现了较大的启动转矩，启动电流限制在3倍额定电流之内，转速平稳，频率切换及时，启动时间较短。     

基于Matlab的级联型高压变频器VF控制仿真平台研究

以级联型高压变频器(CAS-HVI)系统拓扑结构及功率单元结构为对象,通过Simulink构建功率单元组、移相变压器系统以及基于载波移相SPWM(CPS-SPWM)调制原理的PWM发生器子系统,形成基于VVVF控制的CAS-HVI仿真平台。利用该平台分别对突加减负载时功率单元的输入电流、母线电压、母线电流、输出电流的变化进行定性分析,并对相间短路极端故障情况下的功率单元状态进行定性分析。该仿真平台不但能提高CAS-HVI系统的开发安全性以及开发效率,有效降低开发成本,同时也展示了仿真的高效性及便利性。     

一种新型风力发电用电压跌落发生器的研制

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,需要电压跌落发生器（VSG）来模拟各种类型的电压跌落故障。基于三相自耦变压器和由可控器件IGBT构成的双向开关实现的新型三相VSG,可以方便地控制跌落类型、跌落持续时间、跌落深度和跌落相位。文章对其进行了仿真和实验研究。仿真及实验结果表明,采用所述的VSG方案,可以根据需要方便地模拟各种类型的电压跌落故障,电压跌落及恢复衔接良好,能够为验证风电机组的低电压穿越能力提供有利条件。