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Probabilistic Load Flow Algorithm with the Power Performance of Double-Fed Induction Generators
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作者 CAO Ruilin XING Jie HOU Meiqian 《Journal of Donghua University(English Edition)》 CAS 2021年第3期206-213,共8页
Probabilistic load flow(PLF)algorithm has been regained attention,because the large-scale wind power integration into the grid has increased the uncertainty of the stable and safe operation of the power system.The PLF... Probabilistic load flow(PLF)algorithm has been regained attention,because the large-scale wind power integration into the grid has increased the uncertainty of the stable and safe operation of the power system.The PLF algorithm is improved with introducing the power performance of double-fed induction generators(DFIGs)for wind turbines(WTs)under the constant power factor control and the constant voltage control in this paper.Firstly,the conventional Jacobian matrix of the alternating current(AC)load flow model is modified,and the probability distributions of the active and reactive powers of the DFIGs are derived by combining the power performance of the DFIGs and the Weibull distribution of wind speed.Then,the cumulants of the state variables in power grid are obtained by improved PLF model and more accurate power probability distributions.In order to generate the probability density function(PDF)of the nodal voltage,Gram-Charlier,Edgeworth and Cornish-Fisher expansions based on the cumulants are applied.Finally,the effectiveness and accuracy of the improved PLF algorithm is demonstrated in the IEEE 14-RTS system with wind power integration,compared with the results of Monte Carlo(MC)simulation using deterministic load flow calculation. 展开更多
关键词 probabilistic load flow(PLF) cumulant method double-fed induction generator(DFIG) power performance series expansion
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基于虚拟阻抗的双馈风力发电机高电压穿越控制策略 被引量:65
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作者 谢震 张兴 +2 位作者 杨淑英 宋海华 曲庭余 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第27期16-23,177,共8页
电网电压骤升故障会造成双馈感应发电机定子绕组中产生定子磁链的暂态直流分量,甚至引起比电网电压跌落更强的双馈发电机定、转子电流和电磁转矩的冲击。首先分析电网电压骤升下双馈发电机转子电流的电磁过渡过程,在变流器转子电流环中... 电网电压骤升故障会造成双馈感应发电机定子绕组中产生定子磁链的暂态直流分量,甚至引起比电网电压跌落更强的双馈发电机定、转子电流和电磁转矩的冲击。首先分析电网电压骤升下双馈发电机转子电流的电磁过渡过程,在变流器转子电流环中引入虚拟电阻控制,虽然能够有效抑制转子电流和电磁转矩的振荡,但是会引起转子电压过高和转子电流振荡过程加长,仅在低频部分具有抑制作用,因此本文引入虚拟电感,形成虚拟阻抗的改进控制策略,缩短了电网电压骤升时的转子振荡过程,并且对高频部分具有较强的抑制作用,提高了系统的高电压穿越性能。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。 展开更多
关键词 风力发电 双馈感应发电机 虚拟阻抗 高电压穿越
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大型风电场中不同位置的风机对次同步谐振特性影响程度的比较分析 被引量:42
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作者 董晓亮 谢小荣 +1 位作者 李江 韩英铎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第20期5173-5180,共8页
针对双馈风机串补系统的次同步谐振问题,现有文献大都将整个风电场等效为单台风机进行研究,而忽略不同位置风机的风速、输出功率及其间线电缆参数对系统次同步特性的影响。该文将整个风电场划分为两个子风电场,分别等效为一台风机,建立... 针对双馈风机串补系统的次同步谐振问题,现有文献大都将整个风电场等效为单台风机进行研究,而忽略不同位置风机的风速、输出功率及其间线电缆参数对系统次同步特性的影响。该文将整个风电场划分为两个子风电场,分别等效为一台风机,建立两机串补系统模型,然后分别改变每台风机的转速、输出功率和电缆参数,比较对整个系统次同步特性的影响程度。结果表明:在同样风速条件下,不同位置的风机,对系统的次同步特性影响程度不同,离汇流母线近端的风机对系统稳定性的影响大于远端的风机。当整个风电场的输出功率给定,两子风电场输出容量配置比例不同,系统表现出的次同步特性不同,远端风电场输出功率越高系统稳定性越好。风机与汇流变母线之间的输电线路阻抗越大,系统的稳定性越强。 展开更多
关键词 多风电场 双馈风机 串补系统 次同步谐振 影响因素
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12/3相双绕组感应发电机直流侧突然短路电流分析 被引量:14
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作者 王东 马伟明 +3 位作者 刘德志 傅立军 肖飞 张波涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第15期133-139,共7页
通过适当简化分析,表明12/3相双绕组感应发电机直流侧突然短路不需要考虑辅助励磁绕组,等效为单独的十二相功率绕组直流侧突然短路,据此导出了交直流侧短路电流表达式。在此基础上,针对大容量的感应发电机,给出了估算交、直流侧最大冲... 通过适当简化分析,表明12/3相双绕组感应发电机直流侧突然短路不需要考虑辅助励磁绕组,等效为单独的十二相功率绕组直流侧突然短路,据此导出了交直流侧短路电流表达式。在此基础上,针对大容量的感应发电机,给出了估算交、直流侧最大冲击电流的简化计算公式,并论证其最大电流的到达时刻小于交流周期的二分之一,且随负载的增加其最大电流的到达时刻有所提前的结论。通过实验和仿真对比验证了该文所得结果的正确性,为系统保护装置的设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 12/3相双绕组感应发电机 突然短路 理论依据
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含双馈感应发电机的电网多步长快速暂态仿真 被引量:7
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作者 周野 吴政球 陈波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第16期115-121,共7页
为提高含双馈感应发电机(doubly-fed inductiongenerator,DFIG)的电网暂态仿真效率,提出一种多步长快速暂态仿真方法。该方法在系统积分步长不变的情况下,通过可变参数改变双馈感应发电机模型的积分步长。对双馈感应发电机模型在改变后... 为提高含双馈感应发电机(doubly-fed inductiongenerator,DFIG)的电网暂态仿真效率,提出一种多步长快速暂态仿真方法。该方法在系统积分步长不变的情况下,通过可变参数改变双馈感应发电机模型的积分步长。对双馈感应发电机模型在改变后的步长下进行数值计算,此过程无需求解电力系统网络方程,当双馈感应发电机模型的积分时间和系统积分时间同步时,双馈感应发电机模型与系统其他元件统一进行精确的数值计算。简单系统和经典电力系统的仿真计算结果表明,所提仿真方法计算速度快、精度高,是一种有效、实用的计算方法。 展开更多
关键词 电力系统 暂态 双馈感应发电机:多步长 数值 计算
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电网短路时双馈感应发电机转子电流的分析与计算 被引量:73
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作者 熊小伏 欧阳金鑫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第28期114-121,11,共8页
双馈风电机组对机端电压跌落比较敏感,随着风电装机容量的不断增加,电网故障时双馈风电机组转子电流的准确分析与评估变得十分重要,关系着双馈风电机组低电压穿越的实现以及故障电气量的分析与计算。从电网短路时双馈感应发电机的暂态... 双馈风电机组对机端电压跌落比较敏感,随着风电装机容量的不断增加,电网故障时双馈风电机组转子电流的准确分析与评估变得十分重要,关系着双馈风电机组低电压穿越的实现以及故障电气量的分析与计算。从电网短路时双馈感应发电机的暂态过程出发,分析了双馈感应发电机定子动态过程以及变流器调控对转子电流的影响,采用空间矢量法和坐标变换方法推导了电网对称短路和不对称短路时转子电流的表达式,通过时域仿真和算例结果验证了表达式的正确性。所提出的表达式利用机端电压以及变流器控制参数即可计算得到电网短路时任意时刻的转子电流,具有清晰的物理意义以及较好的实用性。 展开更多
关键词 电网 短路电流 风力发电 故障分析 低电压穿 双馈感应发电机
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双馈风电场的柔性高压直流输电系统控制 被引量:41
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作者 廖勇 王国栋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第28期7-15,24,共9页
风电场采用柔性高压直流输电(voltage sourceconverter-high voltage direct current,VSC-HVDC)方式接入系统后,风电场母线电压的控制效果将影响风电场的稳定运行和受端系统的电能质量,而传统的风电场母线电压的幅相控制方式是间接电流... 风电场采用柔性高压直流输电(voltage sourceconverter-high voltage direct current,VSC-HVDC)方式接入系统后,风电场母线电压的控制效果将影响风电场的稳定运行和受端系统的电能质量,而传统的风电场母线电压的幅相控制方式是间接电流控制方式,风电场交流侧电流动态响应缓慢且易受系统参数变化影响,从而导致风电场母线电压控制效果变差。因此有必要寻求更佳的风电场母线电压控制方案来确保整个系统的运行效果。针对双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)风电场VSC-HVDC的系统接入方式,分析系统各部分的动态模型,对风电场侧电压源换流器(wind farm side voltage source converter,WFVSC),依据其稳态方程设计了一种新的风电场母线电压矢量控制结构,该结构引入带有交叉乘积项的电流环,在实现电流环解耦控制的同时,可有效克服风电场接入参数变化所带来的不利影响;对电网侧电压源换流器(gridside voltage source converter,GSVSC)通过输入输出线性化设计来控制直流电压。最后通过对风电场输出功率波动、风电场当地负荷波动以及风电场系统接入侧电阻参数变化的情况进行仿真分析,仿真结果验证了该控制方案的正确性和有效性。 展开更多
关键词 风力发电 风电场 双馈电机 高压直流输电 压源换流器
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矩阵变换器励磁的双馈型发电机软并网控制 被引量:13
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作者 李辉 阳春华 +1 位作者 邓文浪 马学亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第15期75-79,共5页
双馈型风力发电机并网时,将不可避免对电网产生冲击电流,过大的冲击电流不仅会缩短电机的使用寿命,增加电网电压波动,甚至可能会造成并网的失败。采用矩阵变换器作为交流励磁系统,把矩阵变换器等效为虚拟整流器和虚拟逆变器,直接将电网... 双馈型风力发电机并网时,将不可避免对电网产生冲击电流,过大的冲击电流不仅会缩短电机的使用寿命,增加电网电压波动,甚至可能会造成并网的失败。采用矩阵变换器作为交流励磁系统,把矩阵变换器等效为虚拟整流器和虚拟逆变器,直接将电网电压的幅值和相位作为给定值,定子电压作为反馈值,简化了复杂的解耦控制,实现对矩阵变换器虚拟逆变侧的电压幅值和相位控制,使双馈型风力发电机定子电压跟随电网电压,从而减少并网时的冲击电流,实现与电网软并网。实验结果表明,并网时冲击电流较小,验证了控制策略的可行性。 展开更多
关键词 矩阵变换器 双馈电机 交流励磁 并网控制
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扩张状态观测器在双馈风机虚拟惯量控制转速恢复中的应用 被引量:15
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作者 刘璋玮 刘锋 +2 位作者 梅生伟 毕大强 姚亚鑫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1207-1217,共11页
双馈风机虚拟惯量控制通过在系统频率变化时利用附加功率控制释放一定的旋转动能或吸收一定的电能,从而为系统提供等效惯量。但风机在采用虚拟惯量控制后其转速会偏离最优转速,需要施加转速恢复控制。现有的基于比例(P)或比例积分(PI)... 双馈风机虚拟惯量控制通过在系统频率变化时利用附加功率控制释放一定的旋转动能或吸收一定的电能,从而为系统提供等效惯量。但风机在采用虚拟惯量控制后其转速会偏离最优转速,需要施加转速恢复控制。现有的基于比例(P)或比例积分(PI)控制器的转速恢复方法存在参数难以调节、恢复速度慢、容易引起频率的二次跌落等问题,因此需要有合适的控制策略使其恢复最优转速。该文提出了基于扩张状态观测器的双馈风机转速恢复策略,通过扩张观测器较为准确地动态估计风电机组捕获和输出的机械功率,进而通过设计加速功率曲线在避免二次频率跌落的前提下,提升转速恢复速度。动模实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 扩张状态观测器 双馈风机 虚拟惯量控制 转速恢复
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考虑低电压穿越全过程的双馈风电机组短路电流计算方法 被引量:12
10
作者 杨国生 王增平 +3 位作者 欧阳金鑫 王晓阳 郑迪 熊小伏 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期2185-2192,共8页
双馈风电机组在电网故障期间保持并网运行,其输出的短路电流对电力系统保护和控制产生较大影响。电网故障下,双馈风电机组通常先投入撬棒保护并闭锁转子侧变流器,而后重启转子侧变流器控制机组输出无功功率。目前,针对双馈风电机组短路... 双馈风电机组在电网故障期间保持并网运行,其输出的短路电流对电力系统保护和控制产生较大影响。电网故障下,双馈风电机组通常先投入撬棒保护并闭锁转子侧变流器,而后重启转子侧变流器控制机组输出无功功率。目前,针对双馈风电机组短路电流已有较多研究,但是尚未考虑低电压穿越全过程中机组运行状态切换所造成的电气参量的变化,可能造成短路电流的分析和计算出现较大误差。为此,分别建立了撬棒投入和转子侧变流器无功控制两个阶段的双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)数学模型,推导了这2个阶段DFIG定子短路电流的表达式,分析了低电压穿越方式的切换对DFIG输出短路电流的影响,提出了低电压穿越全过程DFIG短路电流的计算方法,并通过时域仿真验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 风力发电 双馈感应发电机(DFIG) 低电压穿越(LVRT) 短路电流 等值模型
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谐波电网下双馈风力发电系统的独立控制技术 被引量:4
11
作者 程晨闻 年珩 +2 位作者 吴瑊 程鹏 宋亦鹏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第15期4099-4107,共9页
为了改善谐波电网下双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)的运行性能,研究了一种转子侧变流器(rotor side converter,RSC)和网侧变流器(grid side converter,GSC)的独立控制策略,采用基于重复控制的直接功率控制策略,... 为了改善谐波电网下双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)的运行性能,研究了一种转子侧变流器(rotor side converter,RSC)和网侧变流器(grid side converter,GSC)的独立控制策略,采用基于重复控制的直接功率控制策略,以同时消除被控对象中的低次和高次谐波分量。传统的PI调节器用于控制DFIG定子侧和网侧有功功率、无功功率的平均值,转子侧额外的重复控制调节器实现了电磁转矩和无功功率平稳,网侧的重复控制调节器实现了直流母线电压和网侧无功功率平稳。网侧的控制无需知道转子侧功率的信息,进而实现了RSC和GSC的独立控制。最后,通过实验验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 谐波电网 双馈感应发电机 重复控制 直接功率控制 独立控制
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双馈风力发电机的次同步控制相互作用机理与特性研究 被引量:53
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作者 张剑 肖湘宁 +2 位作者 高本锋 罗超 陈甜妹 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期142-149,159,共9页
双馈风力发电机经固定串补线路送出会出现其转子侧变流器与串联电容之间的次同步振荡问题,称为次同步控制相互作用。本文基于单机无穷大系统,分析了次同步控制相互作用的机理,推导出一种判定次同步控制相互作用存在的条件。提出了一种... 双馈风力发电机经固定串补线路送出会出现其转子侧变流器与串联电容之间的次同步振荡问题,称为次同步控制相互作用。本文基于单机无穷大系统,分析了次同步控制相互作用的机理,推导出一种判定次同步控制相互作用存在的条件。提出了一种区分由固定串补引起的双馈风机感应发电机效应和次同步控制相互作用的方法。采用时域仿真法分析了风速、输电线路串补度以及转子侧变流器的控制参数对次同步控制相互作用特性的影响。分析结果表明,风速的减小和串补度的提高会增强次同步控制的相互作用,会迅速导致双馈感应发电机输出功率的发散型振荡;控制器内外环增益的增大和积分时间常数的减小同样会加剧这一相互作用,其中,次同步控制相互作用对内环增益的变化最为敏感。 展开更多
关键词 次同步振荡 双馈感应发电机 感应发电机效应 次同步控制相互作用 阻抗扫描 时域仿真
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基于双馈风力发电机的SVPWM死区时间补偿的DSP实现 被引量:3
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作者 曹刚 徐凤星 《电气传动自动化》 2011年第6期6-10,共5页
为了消除PWM脉冲死区时间对双馈风力发电机在低转速时的性能影响,提高风力机在低风速时向电网输送的电能质量。提出了应用DSP56F807对SVPWM死区时间的补偿方法,并详细介绍了其补偿原理以及软件实现。最后通过背靠背测试平台(back-back t... 为了消除PWM脉冲死区时间对双馈风力发电机在低转速时的性能影响,提高风力机在低风速时向电网输送的电能质量。提出了应用DSP56F807对SVPWM死区时间的补偿方法,并详细介绍了其补偿原理以及软件实现。最后通过背靠背测试平台(back-back test bench)验证了该方法的正确性。 展开更多
关键词 SVPWM 死区补偿 双馈风力发电机 数字处理器DSP56F807
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High Efficiency Double–Fed Induction Generator Applied to Wind Power Generator Technical Analyses
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作者 Deng-Chern Sue 《Energy and Power Engineering》 2011年第3期253-261,共9页
High efficiency Double-Fed Induction Generator applies new power electronic technology, and utilizes vector control to fix the magnetic direction of the stator to the vertical axis. Adjusting the input current of roto... High efficiency Double-Fed Induction Generator applies new power electronic technology, and utilizes vector control to fix the magnetic direction of the stator to the vertical axis. Adjusting the input current of rotor via an inverter can separately control the cross axis and vertical axis current of real power and reactive power of a generator. Traditionally, rotating speed affects frequency and the output is unstable. This study concentrates on high efficiency Double-Fed Induction Generators and Traditional Generators from mathematic model to derive and control the characteristics simulation and comparison than get an output of high efficiency Double-Fed Industrial Generators. This study utilizes the simulation software MATLAB/Simulink to simulate the response characteristics of vector control of a Double-Fed Industrial Generator. The operating and control functions are better than those of a traditional generator. 展开更多
关键词 double-fed Induction Generator CUT-IN Speed PUSHOVER TORQUE STALL REGULATOR PITCH REGULATOR Inverter
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Protection of Large-scale Wind Power Integration
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作者 Cai, Rong Su, Bin 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期132-135,共4页
More and more large capacity wind power will be integrated into power system in the future,and certain technical challenges will emerge due to the fluctuation characteristics of wind power and the complex control of p... More and more large capacity wind power will be integrated into power system in the future,and certain technical challenges will emerge due to the fluctuation characteristics of wind power and the complex control of power electronic devices inside the wind turbines(e.g.,low voltage ride through(LVRT)).By comparing a wind power integration grid with a hydropower integration grid,the special transient phenomena caused by the wind power integration is studied and simulation results are presented.Furthermore,the potential impacts on the traditional protection are discussed.Results show that the special transient phenomena can decrease the sensitivity,reliability and operation speed of conventional protections. 展开更多
关键词 风力发电 常规保护 一体化 电力电子器件 风力涡轮机 电力系统 波动特性 仿真结果
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High Frequency Charging Techniques—Grid Connected Power Generation Using Switched Reluctance Generator
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作者 S. Sridharan S. Sudha 《Circuits and Systems》 2016年第14期4308-4321,共14页
Power generation becomes the need of developed, developing and under developed countries to meet their increasing power requirements. When affordability increases their requirement of power increases, this happens whe... Power generation becomes the need of developed, developing and under developed countries to meet their increasing power requirements. When affordability increases their requirement of power increases, this happens when increased per capita consumption. The existing power scenario states that highest power is produced using firing of coals called thermal energy. A high efficiency Switched Reluctance Generator (SRG) based high frequency switching scheme to enhance the output for grid connectivity is designed, fabricated and evaluated. This proposed method generates the output for the low wind speed. It provides output at low speed because of multi-level DC-DC converter and storage system. It is an efficient solution for low wind power generation. The real time readings and results are discussed. 展开更多
关键词 Switched Reluctance Motor (SRM) Power Quality (PQ) On Screen Data Logger (OSDL) Switched Reluctance Generator (SRG) Battery Energy Storage System (BESS) double-fed Induction Generator (DFIG) Generator Company (GENCO)
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