计及风速波动和励磁调节的前端调速式风电机组并网电压稳定性分岔分析

为研究风速波动和励磁调节作用对含前端调速式风电机组电力系统电压稳定性和平衡解数目的影响。首先建立表征机组动态特性的微分代数方程组,在3节点系统下采用分岔理论分析风速波动、风速扰动时刻及励磁电压对机组并网电压稳定性的影响。在此基础上,研究励磁调节作用下节点电压随风速变化的情况。研究表明:系统平衡解数目和节点电压会随风速波动和励磁调节作用发生改变;风速波动较大时,通过增大励磁电压,可提高系统的电压稳定裕度和承载无功的能力,并保证机组在高风速下稳定运行,从而为前端调速式风电机组的稳定运行控制提供理论基础。

基于改进CMOPSO的前端调速式风电机组优化控制

针对前端调速式风电机组多工况运行、强耦合、结构时变等控制问题,提出一种基于改进CMOPSO算法的变桨变矩优化控制方法.以液力变矩调速装置输出转速波动最小和前端调速式风电机组输出功率波动最小为控制目标建立目标函数,并对机组桨距角和导叶开度进行优化,采用模糊综合评价从非劣解中求取最佳解;以2 MW前端调速式风电机组为对象的仿真验证表明,提出的优化控制策略可实现风电机组的功率控制,可以平滑输出功率,降低功率波动.

前端调速式风电机组低电压穿越鲁棒控制策略

针对前端调速式风电机组在电网电压跌落期间的脱网问题,提出了一种基于励磁系统鲁棒控制的低电压穿越控制方法。该方法通过构造扩张状态观测器对非线性受控对象进行了反馈线性化,进一步考虑线性化后系统存在误差和不确定性,选取功角偏差、角速度偏差、有功功率偏差和机端电压偏差为状态变量,设计了励磁系统的鲁棒控制器。最后在Matlab/Simulink平台上建立了前端调速式风电机组并网模型并进行了仿真实验。结果表明,该方法能够提高电网电压跌落期间前端调速式风电机组的低电压穿越性能。

基于分岔理论的含前端调速式风电机组风电场并网电压稳定性分析

在前端调速式风电机组并网中引入电压稳定性分析展开研究。第一在IEEE三节点系统模型中采用分岔理论的分析了前端式风电机组的负荷节点的无功功率及有功功率、角速度对风电机组并网节点电压稳定的变化机理;第二,对于负荷节点有功功率增加导致并网节点电压分岔的现象,在原电力系统中采用线性状态反馈控制法。最后运用基于Matlab的数值分析软件MATCONT仿真分析:并网节点的电压会随风电机组的角速度变动发生改变,增加风电机组的无功功率能够改善并网节点的电压;在一定范围内提高反馈控制器的增益能够减少并网结点的电压分岔现象。

基于Matlab的风电机组多域物理系统仿真设计

针对前端调速式风电机组结构复杂,一般的数学建模很难体现出风电机组内部机、电、液的耦合关系,提出一种多域物理系统建模方法。该方法利用Matlab/Simscape与Solid Works软件之间的接口,将数学模型与物理模型紧密地结合起来。结果表明,该多域物理模型根据风速变化调整桨距角,并实现Win Drive恒速输出,使得风电机组更好地适应电网。通过软件仿真验证了模型的有效性。

电励磁同步风力发电机输出电压DL-H∞控制

针对前端调速式电励磁同步风力发电机励磁系统的快速性、时变性等特点,提出了一种基于H∞控制的同步风力发电机输出电压的DL-H∞控制方法。在该方法中,采用了简化的无刷励磁系统结构,建立了系统数学模型,设计了用于励磁控制的内环H∞励磁控制器;针对快速励磁引起发电机振荡和失步等问题,设计了保证同步风力发电机并联稳定运行的外环H∞电力系统稳定器,有效解决了同步发电机快速励磁和暂态稳定之间的矛盾。仿真结果表明,基于H∞理论的同步风力发电机输出电压DL-H∞控制在快速性和稳态性能上优于单一H∞励磁控制。

Analysis of grid-connected voltage stability of FSCWT based on bifurcation theory

This paper studies on the change mechanisms of the voltage stability caused by the grid connection of front-end speed-controlled wind turbines(FSCWT)integrating into power system.First of all,the differential algebraic equations describing the dynamic characteristics of wind turbines are illustrated.Then,under the guidance of IEEE3 node system model,the influence of the angular velocity of wind turbines,the reactive power and the active power at load bus on the voltage stability of grid-connection has been analyzed by using bifurcation theory.Finally,the method of linear-state feedback control has been applied to the original system in accordance with the bifurcation phenomenon of grid-connected voltage caused by the increase in the active power at load bus.Research shows that voltage at the grid-connected point would be changed with the fluctuation of turbines angular velocity.And increasing its reactive power can enhance voltage at the grid-connected point;problem of bifurcation at the grid-connected point can be delayed when increasing the gain k s of feedback controller within a certain range.