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。     

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。     

全功率变流器风电机组低电压穿越控制策略研究

基于2.5 MW永磁同步风电机组系统结构及低电压穿越(LVRT)要求,对实现全功率变流器LVRT功能的控制策略进行了研究。针对电网正常及故障工况,详细阐述了电网电压幅值的快速检测算法和基于正序分量提取的锁相环设计,分析并设计了输出三相电流对称控制目标下直流电压、斩波回路、有功电流及无功电流的控制算法。dSPACE半实物仿真及实际试验结果表明,应用该控制策略能达到预期目标,不仅满足了全功率变流器风电机组LVRT运行的要求,而且还保证了并网电流品质,并具有高电压穿越(HVRT)功能。     

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。     

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。     

新能源发电系统低电压穿越测试用试验电网数学建模

在新能源发电系统低电压穿越（LVRT）测试时,需要研究试验电网的各种电压跌落故障特性及其对新能源发电系统的影响,因此需对试验电网数学建模并进行相关研究。文章在研究试验电网接线原理基础上,对试验电网数学模型进行了推导：并设计了电压跌落发生器的控制策略。仿真与试验结果验证了该数学模型的正确性和精确性。     

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。     

电网电压严重不对称或零电压时DFIG风电机组不间断运行的实现

提出一种适应电网电压严重不对称或零电压时,能实现DFIG风电机组不间断运行的控制方案,同样该方案也适合电网出现小值的对称跌落和三相不平衡的控制。文章详细分析整个不间断运行过程的时序,利用PSIM进行仿真研究,并借助背靠背试验平台(Back-Back Test Bench)以及样机对整个不间断运行过程进行了试验研究。仿真和试验结果证明,该控制策略的正确性与有效性完全达到电网公司制定的风力发电机组并网要求。     

适用于电机变速驱动的VSRT电路拓扑分析

电网电压跌落对电机变速驱动设备的影响很大,会使调速装置退出运行,造成生产的中断和经济损失.传统上在输入侧加装动态电压恢复器(DVR)或UPS等设备,但成本很高,因此,对变速驱动器拓扑进行调整,使其具有低电压穿越能力,成为应对电网故障较好的选择.在对国内外变速驱动系统VSRT电路研究总结的基础上,对已有的VSRT电路拓扑进行了分析,说明了各种方法的工作原理,并比较了各自的优缺点.分析表明,蓄电池和超级电容是能量存储的优选设备,使用Boost变换器的拓扑,实现简单,可以较好地提高系统性能和增强VSRT功能.     

基于PWM整流器无功调节技术的新型光伏模拟器

介绍了一种采用三相电压型PWM整流技术的光伏电池阵列模拟器。通常PWM整流器工作于单位功率因数,因而电网电压限制了直流电压的输出范围。文章通过电网提供无功电流,实现模拟器低压区间的输出,详细分析了无功电流的取值范围,提出了最佳的无功电流选取方法。实验采用一台输出端连接三相电阻的变流器,dSPACE软件控制该变流器实现逆变,以模拟直流可调负载,通过改变负载的功率使模拟器工作在I-V曲线的不同位置,并用ControlDesk监测到了模拟器在不同光照强度下的I-V和P-V特性曲线。实验证明了该模拟器能够输出不同光照强度下的I-V曲线,且具有较宽电压输出范围。     

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。     

接触网感应电压与穿越电流的分析与防护

针对现场V形天窗下感应电压和穿越电流概念容易混淆的情况,从接触网感应电压和穿越电流的成因进行分析,针对各自特点及危害进行比较,并提出了相应的防护措施。     

基于三相异步感应电机数学模型的在线参数辨识技术研究

三相异步感应电机矢量控制的关键在于磁场定向,而影响磁场定向的重要因素之一是电机参数转子电阻。为解决矢量控制动态性能对转子电阻的依赖问题,对三相异步感应电机转子电阻在线辨识技术进行了研究。建立感应电机数学模型,根据电机模型的数学表达式,提出了转子电阻的在线辨识方法,根据电机模型的等效电路图,推导了迭代求解转子电阻的数学表达式,在迭代求解过程中,以电机变量空间矢量图中的转子电阻电压和电流的平行关系作为判定计算结束的标志,得以准确求解转子电阻值。试验结果表明,该方法可有效地在线辨识转子电阻,计算简单,辨识精度高,符合工程应用需要。     

两相两重四象限变流器的控制方法及实现

为实现对大功率、低开关频率变流器的控制,通过建立两相两重四象限变流器主电路的数学模型,分析变流器主电路的电气特性;在考虑线路电阻的基础上,采用电压外环和基于坐标变换电流内环的双闭环控制方法对变流器的调制电压进行控制;提出倍增控制频率的载波移相方法,可在不增加硬件设备的情况下降低牵引电网侧低次谐波的含量,并结合正弦波脉宽调制(SPWM)技术,实现对以多种开关频率工作的变流器的控制;以TMS320F28335型DSP芯片为平台,设计包括初始化程序、串行通信服务程序和定时中断程序的控制软件,并在背靠背功率互馈试验台进行验证。结果表明:采用给出的两相两重四象限变流器控制方法,能够使变流器在启动工况下的电流变化平稳,在牵引工况和制动工况下,大功率、低开关频率变流器可以单位功率因数满载运行,而且中间电压波动较小、输入电流无异常波动,大幅减少了牵引电网侧的低次谐波成分和总谐波失真率。     

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。     

电压小母线意外失压情况下110^KV低电压过电流保护动作跳闸原因分析

本文分析了牵引变电所电压小母线意外失压时，可能出现１１０＾ＫＶ低电压过电流保护动作跳闸而２７．５＾ＫＶ低电压过电流保护不启动情况的原因，提出了据牵引负荷特点来整定２７．５＾ＫＶ低电压过电流保护的方法。     

新能源分布式发电系统并网与离网运行的柔性切换技术

研究了新能源分布式发电系统并网模式下的输出电流控制、离网模式不平衡与非线性负载下的输出电压控制、电网故障下离/并网运行的柔性切换技术,提出了一种实现离/并网柔性切换的控制策略,实验验证了所提方法的技术可行性。     

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。     

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。