新型双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制

新型双定子无刷双馈发电机包括内外功率绕组和内外控制绕组,二者分别通过中间带隔磁环的背靠背笼障转子进行磁场耦合。针对该新型双定子无刷双馈风力发电机提出一种直接功率控制方法,内外功率绕组及内外控制绕组分别串联以保持各自同相绕组的电磁一致性,将功率绕组有功和无功功率滞环比较器输出值及控制绕组磁链扇区号综合,采用查找表得到控制绕组机侧变流器所需输出的电压空间矢量。通过定量对比研究12/8极50 kW样机控制系统阶跃信号作用下的特性仿真与实验结果,验证了所提双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制在亚同步~超同步速度变化范围内变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率与单位功率因数控制等方面的正确性、可行性和有效性。

双定子无刷双馈风力发电机无速度传感器反步法直接功率控制

针对双定子无刷双馈发电机,将内外功率绕组及内外控制绕组分别同相串联以保证电磁一致性。基于Lyapunov和Popov稳定性理论,采用反步法和模型参考自适应系统设计一种无速度传感器的反步法直接功率控制策略,利用空间矢量脉宽调制(SVPMW)以固定开关频率驱动控制绕组机侧变流器IGBT,以减小功率绕组功率波动及电流总谐波畸变率。通过12/8极50 kW样机控制系统的特性仿真研究,结果表明:所提控制策略在亚同步~超同步的速度变化范围内,可实现变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率及单位功率因数控制,电流总谐波畸变率约为2%。

芦苇水解液发酵生产γ-聚谷氨酸工艺优化

为了降低γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的生产成本,实现芦苇等可再生资源的高值化利用,探索建立以芦苇水解液为碳源制备γ-PGA的新型发酵过程控制策略的可行性。首先,研究纤维素酶用量和底物浓度对芦苇水解的影响;其次,采用分段式培养及溶氧反馈补料调控策略,对芦苇水解液发酵生产γ-PGA进行工艺优化。结果表明,芦苇经预处理后在10 FPU/g(底物)酶用量和10%底物添加量的条件下水解,总糖质量浓度可达(76.64±1.74)g/L;以分段式溶氧反馈-分批补料发酵培养方式,利用芦苇水解液生产γ-PGA,最终产量可达(46.72±1.18)g/L,生产效率较分批发酵提高了46.06%。因此,将芦苇水解液用于γ-PGA的分批补料发酵具有产业化可行性,有助于降低商业化生产的原料成本。

优化爬山算法在直驱永磁风力发电系统中的应用

为了缩短爬山算法的计算周期,提高直驱永磁风力发电系统最大风能捕捉的响应速度,提出一种根据功率扰动寻求最大功率的优化爬山算法.该算法在变步长爬山算法盲目搜索的基础上添加数据存储输出功能,构造了与电机转速对应的最大输出功率表,避免重复的计算,同时结合功率反馈控制来实现系统最大功率追踪.运用MATLAB对该算法进行仿真验证,结果表明本文所述算法的响应速度和稳定性明显超过传统变步长爬山算法.

并网型双馈发电机励磁控制技术研究

根据双馈发电机的数学模型,采用空间矢量的分析方法,对系统耦合量的处理方式进行了详细分析。在定子磁场定向控制策略的基础上,针对并网型双馈发电机系统的不同控制模式建立了相应的励磁控制模型,并分析了两种控制模式的异同。实验结果与理论分析均表明,带反电势前馈补偿的系统耦合量处理方式能够有效抑制电网电压的波动,并提高整个系统的动态响应性能。而且,无论系统采用功率控制模式还是速度控制模式,均能实现双馈发电机定子端口有功功率或转速和无功功率之间的解耦控制,但无法同时实现三者之间的独立控制。

新型能馈式牵引供电系统短路仿真

建立新型能馈式牵引供电系统的仿真模型,分别对牵引网直流侧近端短路和远端短路、交流侧两相相间短路进行仿真,对短路时电压电流的动态特性进行分析,提出给直流侧支撑电容串电阻来限制短路冲击电流的方法,并通过仿真进行验证,为新型能馈式牵引供电系统的保护特性选择以及牵引变电站容量和参数的设计提供参考依据。

抛煤机锅炉存在的问题及解决方法的研究

对抛煤机锅炉存在的问题及其产生原因进行了详细的分析,对国内改造抛煤机锅炉的主要方法做出了系统的总结和详细的说明,并以实例说明了其效果。指出带飞灰复燃装置的抛煤机锅炉炉型是抛煤机锅炉改造的一个主要发展趋势,并指出如何合理安排炉膛结构、二次风和分离器之间的关系是进一步研究的工作重点。

薄膜型平栅极FED背光源的制备及性能研究

利用磁控溅射和光刻技术在玻璃基底上制备薄膜型平栅极场发射阴极阵列,采用电泳工艺将碳纳米管(CNTs)发射材料转移到薄膜型平栅结构的阴极电极表面,借助光学显微镜和扫描电镜观测薄膜型平栅极场发射阴极阵列。利用Ansys软件模拟阴栅间距对阴极表面电场分布的影响,优化其结构参数,对其场发射特性进行了讨论。实验结果表明,CNTs能均匀地分散在平栅型结构的阴极表面,当电场强度为2.4 V/μm时,器件发射电流密度达到1.8 mA/cm2,亮度达3 000cd/m2,均匀性为90%,能稳定发射28 h,且具有较好的栅控作用。该薄膜型平栅极背光源技术简单、成本低,为将来制备新一代大面积场发射背光源提供了可行性方案。

风力发电机用双PWM变换器的功率平衡联合控制策略研究

根据双PWM变换器的优点并结合交流励磁发电技术和矢量控制技术,建立了双PWM变换器励磁的双馈感应风力发电机矢量控制系统模型。为减少交直交变换器中电容容量且能稳定直流母线电压,建立了在主从控制方式下应用功率平衡联合控制策略的双PWM控制模型。该模型可对转子侧和网侧两个PWM变换器进行协调控制,使得整流部分充分利用了逆变部分的信息。仿真结果表明该方法极大提高了直流母线电压的动态控制性,并因此大大减少了对变换器中电解电容容量的要求,也使得风力发电机组的响应速度加快,最终使整个风力发电系统的可靠性和寿命大大提高。

并网型双馈发电机功率控制模式研究

提出了一种基于定子磁场定向的并网型双馈发电机励磁控制模型。采用空间矢量的概念,对系统耦合量的处理方式进行了详细分析。研究表明,采用上述控制方案,在实现并网型双馈发电机定子端口有功和无功功率独立控制的同时,带反电势前馈补偿的电流内环控制器,能够有效抑制电网电压的波动,并提高整个系统的动态响应性能。

改进独立运行双馈感应发电机控制

研究双馈感应发电机的独立运行问题,针对DFIG独立运行在实际控制运行中会出现在亚同步状态下功率过小而无法满足供电需求的问题,提出一种独立运行变速恒频DFIG的改进方法。通过将永磁发电机与原动机与DFIG机械连接在一起,向PWM变换器供给电能,以调节直流母线电压达到给定值,为背靠背PWM变换器更好的控制转子磁通的d轴q轴分量提供了保证。最后,应用MATLAB对改进的独立运行的双馈发电机进行了仿真,得出运行在独立运行模式中,该方法有较好的性能,可以输出恒定的电压和频率。

磁势自平衡回馈补偿式直流传感纹波抑制研究

基于磁势自平衡回馈补偿式直流传感机理,导出了磁势自平衡回路的电流波形曲线.根据铁芯近似矩形磁化曲线的特性,通过对电流波形的分析,拟合了描述电流波形的函数表达式,电流波形函数为不连续函数且有周期性.利用傅里叶级数对其进行了频谱分析,计算了次数小于19次的各次谐波电流均方根值的频谱数据.从频谱分析结果可知,在各次谐波中,基波占主导地位.主要考虑基波分量,分析并计算了滤波电感的数值.系统加入33mH的电感后,纹波系数由1.0 2 5减小到0 .15 0 .

基于神经网络的双馈风电机组转速PID控制仿真

为了提高双馈风电机组的转速控制性能,采用了基于BP神经网络的PID控制方案和基于RBF神经网络辨识的PID控制方案,在推导出双馈风电机组暂态电势恒定情况下随风速变化的二阶转速调节模型基础上,分别编制仿真程序,对风电机组转速控制进行了跟踪仿真分析。针对上述两种方案的缺陷,提出了基于RBF网络辨识的单神经元网络PID控制和基于RBF网络辨识的BP神经网络PID控制两种改进控制方案,达到了优化风电机组转速控制性能的目的。

双PWM变频器供电的双馈发电机系统仿真

建立了双馈发电机矢量控制系统和三相PWM整流器的控制模型,在三相整流器的d-q轴数学模型的基础上,研究了其网侧电流控制策略,讨论了基于电网电压前馈控制和网侧电流补偿控制的解耦控制方法,通过仿真验证了控制策略的正确性和有效性。

回燃式抛煤机锅炉飞灰分离装置的实验研究

对国内抛煤机锅炉的现状和存在的问题进行了介绍和简要分析,指出加装飞灰复燃装置是实现抛煤机锅炉节能环保改造的关键技术之一。采用旋风分离器作为飞灰分离装置并对其进行冷态试验研究,表明:入口烟速为20 m/s,入口含尘浓度为8 000 mg/Nm3的情况下,对于粒径在75 um及以上的颗粒,旋风分离器的分离效率可以达到95%以上。

双PWM变频器励磁的变速恒频风电系统

采用双PWM变频器作为双馈感应发电机(DFIG)变速恒频风力发电系统的励磁电源,分析了发电机的数学模型及系统的控制策略。网侧变换器采用电网电压定向控制策略,以保持直流电压稳定和网侧单位功率因数运行,实现能量的双向流动。转子侧变换器采用定子磁链定向控制策略,以实现最大风能捕获和定子无功功率的调节。在Matlab/Simulink环境下,构建了整个风力发电系统的仿真模型,通过仿真验证了控制策略的有效性。

无刷双馈发电机双向变换器内模—前馈复合控制方案

双向变换器具有功率双向流动、功率因数可调等优点,常作为双馈型风力发电机的励磁系统,当机侧的工作状况突变时,会引起直流侧电压较大的波动。为在稳定直流母线电压的前提下减少交—直—交变换器中电容容量,提出了内模解耦控制和负载功率前馈控制的复合控制方案,使前馈补偿量能抵消负载干扰量。分析和比较了小信号模型,在MATLAB/Simulink环境下建立无刷双馈发电机的仿真系统,仿真分析结果表明复合控制策略快速地实现了直流电压的稳定,极大改善了直流母线电压的控制效果,验证了控制方案的有效性和可行性。

光子晶体结构在CB-CPW馈电贴片天线中的应用

研究了共面紧凑型光子晶体(UC-PBG)结构的带隙特性,并采用UC-PBG结构来抑制背面金属支撑共面波导(CB-CPW)中的平行板模式。提出了一种新型的基于UC-PBG结构的CB-CPW馈电贴片天线,通过将CB-CPW背面的金属地板改造成二维UC-PBG栅格结构,在保持CB-CPW原有优点的同时,成功地抑制了平行板模式在天线中的传播。仿真与测量结果表明,与传统的CB-CPW馈电贴片天线相比,该新型天线在UC-PBG的带隙范围内抑制了平行板模式造成的能量泄露,消除了其带来的寄生谐振效应和多径干扰效应,天线的方向图更加光滑对称,旁瓣大大减小,同时法向增益提高了1.5 dB。

一种适用于MIMO移动端多天线单元的分析与设计

通过对微带天线不同馈电形式下的多天线单元进行比较,采用缝隙耦合馈电的模型,利用仿真软件对其进行仿真优化并加工出实物。经实测结果表明：水平极化端口和垂直极化端口在设计频段2.11~2.17 GHz内电压驻波比（VSWR）〈1.5,两个极化端口隔离度〈-40 dB,实测与仿真结果基本一致。该天线平面结构适用于MIMO移动端多天线,可满足MIMO技术通信链路两端使用多天线的需求。

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。