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。     

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.     

基于矢量控制的兆瓦级永磁同步电机能量互馈系统

为满足风力发电机厂兆瓦级永磁同步发电机(PMSG)型式试验的需要,设计了基于能量互馈的试验系统。分析了互馈系统的工作原理,重点研究了基于模型参考自适应(MRAS)的无速度传感器矢量控制方法并进行了仿真,在1.65 MW半直驱永磁同步发电机上进行了试验。结果证明,该系统工作可靠且具有较好的稳态和动态性能。     

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.     

变速恒频风电机组系统方案比较

首先叙述了变速恒频运行的双馈、直驱和半直驱风电机组的特点,然后根据美国国家可再生能源实验室的报告,以年发电量、运行和维护成本、度电成本(COE)等指标,对1.5MW不同类型的风电机组进行量化比较。其结果表明:双馈风电机组使用标准组件,重量轻,成本最低,年发电量较低;直驱式风电机组成本最高,但维护成本低;半直驱风电机组价格不是很高,维护成本和COE低,年发电量高,是一种很有竞争力的机型,应用前景广泛。     

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。     

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。     

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。     

直线感应电机牵引互馈试验台控制策略研究

在分析直线感应电机动态数学模型的基础上,研究一种新型的能量互馈式直线牵引传动试验系统.主要讨论该系统的构成及运行原理.直线牵引传动试验系统由两台直线感应电机组成,一台作为电动机,另一台作为发电机.系统用于模拟牵引电动机的负载特性,并能将电动机输出的机械能通过发电机转变为电能送回到直流母线.该系统具有高效节能、控制灵活等优点.在分析互馈双电机推力平衡关系的基础上,提出基于矢量控制的互馈双电机联合控制策略,研究牵引电机侧速度调节和负载侧推力模拟的方法.仿真和试验结果都表明,采用互馈双电机联合控制策略的直线感应电机牵引互馈系统具有良好的稳态性能和动态调节能力,验证了所提方案的正确性.     

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。     

功率5.6 MW的双馈式风力发电机

过去几年里风能设备发展兴旺,电机制造有大量的创新.用作发电机的滑环转子交流异步电机的功率已达兆瓦级.与直接驱动的多极数同步电机相比,这种发电机有很多优点.     

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。     

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。     

高速常导磁浮列车直线电机系统模拟试验台发电特性研究

高速常导磁浮列车中的直线同步电机系统是集列车悬浮、牵引、导向及发电功能于一体的核心系统.本文详细介绍了该系统旋转模拟试验台的设计思路及结构特点,并利用有限元分析软件对其额定运行点进行了二维电磁场分析.给出了气隙磁场空间分布图,分析了该系统直线发电机的工作机理,重点计算了试验台额定运行时直线发电机的各条发电支路的磁通变化规律及相应的发电特性.对发电特性的波形、交变频率、感应电势幅值、相邻2条支路的发电特性间的相位差进行了分析,确定了试验台结构参数与其相互关系.对试验台进行的一系列试验结果证实了理论分析所得结论.由此确定了高速常导磁浮列车实际运行时,车载直线发电机的发电情况及其特点.     

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.     

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。     

永磁发电机在电动汽车上的应用

分析了永磁发电机的变速变载运行模式及其与发动机输出特性的匹配。永磁发电机．发动机组采用全波整流输出,通过调节工作转速调节电功率输出;与动力电池并联组成车栽供电系统,以电池端电压为参量,采用优化策略,高效率地为驱动电机系统供电,满足电动汽车的动力需求和降低燃油消耗需要。