深度强化学习驱动的双馈抽蓄抽水工况下调频控制

为改善新型电力系统的频率特性,利用抽水工况下双馈抽水蓄能机组功率可调的特点,提出基于多智能体深度确定性策略梯度算法的系统频率控制方法。首先,基于抽水工况下双馈抽水蓄能的频率控制策略,构建多能互补系统的频率控制模型;其次,以提高各区域控制性能标准指标为目标,利用改进的多智能体深度确定性策略梯度算法优化各机组的自动发电控制指令。算例分析表明,抽水工况下双馈抽水蓄能参与调频可显著改善系统的频率特性,且所提频率控制方法的鲁棒性和可靠性优于传统控制。

基于风力涡轮机和双馈感应发电机的风力发电系统仿真与分析

风力发电在绿色能源持续发展方面占有极大市场,对于风机的研究也逐渐深入。为了实现对风能发电过程的更高效监控,本文以风力涡轮机和双馈感应发电机系统过程的建模为基础,对风力发电机的基本原理作了简单阐述。利用MATLAB/Simulink建立风能发电模型,并在风速变化条件下对风力发电系统的重要参数进行仿真分析,观测电机转速与风速之间的跟踪关系,验证双馈策略在风电场模型中的有效性。

应用飞轮储能系统阻尼电力系统低频振荡

飞轮储能系统(FESS)具有独立的有功和无功功率调节能力,通过适当的控制策略补偿系统振荡功率,能快速平息振荡,达到抑制低频振荡的目的。文中应用阻尼转矩法从理论上分析了FESS阻尼系统低频振荡的机理,并在此基础上提出FESS最佳安装地点、阻尼控制器回路、反馈信号的选择及附加阻尼控制参数整定的解决方法。以4机系统为例,特征值计算和时域仿真都表明了分析结果的正确性。

基于转子电流的双馈感应电机无速度传感器控制

提出一种基于转子电流的模型参考自适应系统(MRAS)的双馈感应电机(DFIM)无速度传感器控制方法。首先建立了基于定子磁链定向的DFIM矢量控制模型,实现了电机转速/转矩控制和有功/无功功率解耦控制,然后采用基于MRAS的转速辨识方法,将测量得到的转子电流作为参考模型,通过定子电压和电流估测得到的转子电流作为自适应模型,用PI闭环控制构造转子位置和转速信息。为验证理论分析的正确性,以50 kW的DFIM为例设计了一套控制系统。通过电动机运行工况下的空载变速实验和发电机运行工况下的功率控制实验,估测转子位置和转速在不同转速和功率工况下都能准确跟踪实际值。仿真和实验结果表明系统能实现对DFIM无速度传感器控制,证明了所提出的方案的可行性。

双馈电机功率因数控制技术研究

根据定子磁场定向控制矢量原理建立了双馈电动机功率因数控制模型,对双馈电机功率因数控制技术进行了理论分析,推导出功率因数与转子电压和电机参数之间的关系式以及功率因数控制特性。并以DSP为控制核心研制了双馈电动机闭环控制实验系统。理论分析和实验表明,所提出的双馈电动机功率因数控制技术是可性的,当双馈电动机的输出功率或转速发生变化时,通过调节转子励磁电压的幅值或相位可以控制双馈电动机的功率因数,从而提高系统运行效率和稳定性,节约电能。

两套80MVA机组超同步双馈调速装置的研制

为满足 HL-2A 装置环向磁场的要求,成功研制了两套80MVA 机组超同步双馈调速装置。基于三相逻辑无环流交交变频器,通过对两台2500kW 拖动电机采用双馈电机定子磁场定向的矢量控制技术进行调速后,将机组的最高转速由以前的额定转速1488r/min 提高到1650r/min,每台机组的一次脉冲放电释能达到500MJ,从而使 HL-2A 装置环向磁场能够达到2.8特斯拉。

基于支持向量机和D-S证据理论的双馈风机定子匝间短路故障诊断

结合支持向量机(SVM)和D-S证据理论,搭建了扩展Park变换模型以及失电残压模型,从多元信息融合的角度进行定子匝间短路故障诊断。仿真证明,该方法可以有效提高故障诊断的精确度,从而减少误诊。

双馈感应电机双侧直接转矩控制

研究了一种新的双馈感应电机的直接转矩控制策略。不同于传统的仅控制转子侧变流器的控制方法,应用的控制策略是同时控制电机的定子侧与转子侧变流器,进而控制定转子磁链与转矩。采用MATLAB仿真软件对该系统进行仿真试验,验证了该方法的可行性。仿真结果表明该系统结构简单,计算量小,响应时间小,控制准确。

双馈感应电机间接转矩控制策略的研究

研究了间接转矩控制策略应用于双馈感应电机。首先给出了双馈电机的数学模型,磁链与转矩的计算采用电流模型,可以避免积分误差。然后给出了间接转矩控制策略的详细推导过程。最后采用M atlab仿真软件对该系统进行仿真试验,验证了该方法的可行性与有效性。仿真结果表明该系统结构简单,计算量小,响应时间小,控制准确。

无刷级联双馈感应发电机稳压控制策略

级联双馈感应电机作为无刷变速恒频发电机带负载独立运行时,由于负载和转速变化,存在脱网下维持恒频恒压输出的控制问题,故设计了一种新型稳压控制策略。基于级联双馈感应电机作为无刷变速恒频发电机运行的数学模型,设计了一种易于实施的间接磁场定向矢量控制,可在转速和负载单独变化或一起变化时,稳定发电机的输出电压幅值和频率。同时,电压控制器的设计避免了前馈补偿及其所需额外电流传感器的应用,即通过合理设计抑制了耦合效应带来的扰动。利用所搭建的级联双馈感应电机测试平台开展了实验研究,测试结果验证了电压控制器的稳压性能。

无自起动能力的双馈机组起动与并网技术

针对有些双馈机组受原动机械特性的影响不具备自起动能力问题,以1 MW双馈飞轮储能机组为例,利用双馈电机灵活可控的特点,研究了定子侧与转子侧两种不同的起动方法与并网技术,并比较了各自的特点。仿真验证结果表明,两种方法正确可行,控制简单,为实现无自起动能力的双馈机组高效、经济起动和无冲击并网奠定了理论基础。

双馈感应发电机转速的非线性模型预测控制

变速恒频风力发电中,双馈感应电机(double-fed induction generator,DFIG)工作在额定风速以下时,为获取最大风能,需调节发电机转速,使其迅速跟踪上不断变化的最佳转速。为减少控制参数整定的困难、减弱控制算法对DFIG模型的依赖,采用非线性模型预测控制方法实现对DFIG的转速控制。首先建立了基于最小二乘支持向量机方法的DFIG转速预测模型,然后利用粒子群优化算法进行滚动优化,最后通过预测误差进行反馈校正。试验结果表明,该方法具有较好的泛化能力和鲁棒性,动态性能和跟踪效果均比较理想。

风电系统最大风能追踪的智能模型预测控制

根据最大风能捕获原理,额定风速以下风能的最大追踪可以通过控制双馈感应发电机(DFIG)跟踪最优转速来实现。以变速恒频双馈风力发电系统为研究对象,研究了额定风速以下风能的最大追踪控制问题。首先针对双馈发电机强耦合、强非线性、机理模型复杂的特点,采用支持向量机(SVM)理论建立了智能预测模型;然后利用反馈校正的方法对预测输出进行修正,构成控制闭环;最后利用粒子群优化算法(PSO)调整参数少、演化群体小、计算速度快的优点容易地求出最优控制序列,较好地解决了滚动优化计算中的"瓶颈问题"。仿真结果验证了所采用的预测模型具有比较好的抗干扰能力和泛化能力,预测控制算法能够实现控制目标。

双馈电机驱动的飞轮储能系统稳定运行控制方法

双馈电机驱动的飞轮储能多功能柔性功率调节器(FPC)中的电机可看作转动惯量很大且不带机械负载的双馈电动机或不带原动机的双馈发电机,能快速调节有功功率和无功功率,从而提高电力系统稳定性。在分析其启动和运行控制策略的基础上,设计一套额定容量为10 kV·A FPC励磁控制系统。对所提控制方法进行实验研究,实验包括对系统的启动特性、稳定运行后稳态和动态性能等,结果表明,该系统能够实现软启动,输出有功、无功功率可以独立调节,适合于带飞轮储能的双馈电机励磁控制系统。

大型变转速抽水蓄能发电电动机核心技术综述

为了有效地解决大型抽水蓄能电站水头/扬程变幅过大,提高机组的运行效率和经济性,研究和应用大型可变转速抽水蓄能发电电动机(简称蓄能DFIM)技术,必将成为今后水电领域技术创新的焦点。分析当前国内外蓄能DFIM在水电领域的发展现状,着重阐述了基本原理、运行特性及其关键部件的结构设计、交流励磁调速技术,以及需要进一步研究的问题,从而为我国未来蓄能DFIM的产业发展和新技术研发提供技术支持。

双馈异步风力发电机双三电平矢量控制系统研究

采用交-直-交(AC/DC/AC)双三电平变频器的拓扑结构控制电机,整流部分采用电压矢量定向控制,外加功率前馈控制和中点电位控制技术,使得能量在双向流动的同时始终保持在接近于1的高功率因数下工作,能量可回馈利用,对电网的谐波污染小,而且还具有很快的反应速度。逆变部分采用了简化三电平SVPWM算法,外加中点电位控制,本文中还分别对整流和逆变做了仿真,试验结果表明控制效果良好。

基于MATLAB／Simulink的双馈感应电机建模与仿真研究

双馈电机的结构类似于绕线式感应电机，其定子绕组也由具有固定频率的对称三相电源激励，所不同的是其转子绕组由可调节频率的三相电源激励，一般采用交-交变频器或交-直-交变频器提供低频电源。本文在推导双馈电机在静止参考坐标系中的数学模型的基础上，应用矢量控制技术建立了双馈电机电流闭环控制。通过仿真获取该电机的电流、速度和磁通曲线，以此来验证所建立的双馈电机模型的正确性，为双馈电机的实际应用建立了理论基础。

双馈电机无速度传感矢量控制调速系统的研究

提出了一种新型的基于转子力矩电流反馈机制的双馈电机无速度传感器矢量控制方案以实现高性能低成本双馈电机调速系统。该方案通过测量转子侧电压和电流，实时计算出电机转子力矩分量，通过与电机给定转子力矩电流分量比较，得出转差频率的补偿值，并用于矢量控制系统。该方案计算工作量较小，且仅需测量转子侧的电压和电流作为反馈量。文中从理论上分析了这种控制方式的工作机理，与传统矢量控制系统的异同点，并提出了具体的实现方式。理论分析和数字仿真试验证明了该方案的可行性。

双馈式抽水蓄能机组功率调节仿真与控制

为了研究双馈式抽水蓄能机组在电网功率调节中的作用,该文建立了抽水蓄能电站水-机-电耦合的水力过渡过程计算模型,并基于定子电压定向矢量控制策略,建立了双馈感应电机(DFIM)功率控制系统,对300 MW双馈式可变速抽水蓄能机组并无穷大电网运行时功率调节过程进行了研究,与采用电励磁同步电机的常规定速机组进行了比较。仿真结果表明:可变速机组双馈感应电机可以通过调节励磁电流直接对定子有功功率进行调节,定子有功功率可以快速跟随功率指令的变化;而定速机组电机输出功率为水泵水轮机的机械功率,依靠导叶开度对流量进行调节来实现功率控制,由于引水、尾水管道较长,流量变化需要较长时间,导致定速机组输出功率调节所需时间较长。