双馈型风力发电变流器及其控制分析

如今,传统能源数量的大幅缩减,使得人们越来越关注新能源,其中风能占据了极为重要的位置,风力发电也成为了风能应用 的主要形式。基于此,本文以优化风力发电技术为目的,对双馈型风力发电变流器系统的基本情况进行了概述,论述了双馈型风力发电变 流器的控制策略,以期能为相关工作人员带来参考。

双馈型风力发电变流器及控制研究

电能是生活和工作不可或缺的重要组成部分,倡导保护环境的背景下对风力发电的重视程度不断提升,做好双馈型风力发电变流器控制可以使系统更加稳定。基于此,本文就双馈型风力发电变流器作用出发,重点阐述双馈型风力发电变流器控制,包括变速恒频变流器的控制和变速恒频变流器并网控制策略,以供参考。

浅谈双馈型风力发电变流器

双馈型风力发电系统采用双馈型发电机,电网与发电机定子侧通过并网开关相连,而转子则通过交直交变流器与电网相连。由于变流器向转子提供可控的励磁电流,这样实现了有功、无功解耦控制和定子侧零冲击并网。双馈发电机具有重量轻、体积小,供电质量高,需要的变流器容量小等特。双馈型风力发电机组能更简单的实现低电压穿越单,而且暂态冲击较小。从国际风力发电技术发展的趋势来看,风力发电机组单机容量越来越大,双馈型风力发电机组由于优点众多,因此成为了目前国际风力发电市场的主流机型。本文对双馈式异步发电机变流器的基本工作原理和组成以及一些常见故障进行简单的分析,对研究双馈变流器具有重要的意义。

刍议双馈型风力发电变流器及其控制

近几年,新能源控制技术得到了广泛进步,风电相关研究领先于其他新能源领域,我国风电并网容量远大于世界各国。风电装机容量的增加,风电会改变电力系统的电能质量,例如:电压、频率、电网谐波等。PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)变流器网侧输出电压为正弦波,并且具有较快的动态控制响应,能够降低风电并网给电网带去的不良作用。伴随风速的持续变化,风机的桨叶会由于惯性产生改变,在直接功率手段基础上,设计了基于Smith预估自适应PI策略,对变流器控制策略有进一步提升,增强风电系统的稳定程度。

电压跌落下的双馈风力发电机网侧变流器自适应变惯量控制方法

提出电压跌落下的双馈风力发电机网侧变流器自适应变惯量控制方法,控制电压跌落时的直流电压波动,提升电网跌落时双馈风力发电机不间断运行能力。基于双馈风力发电机数学模型特点,引入虚拟同步发电机控制机制,设计用于增强与同步发电机相似的惯性响应和下垂属性的有功频率控制器,和用于调节机端电压和无功功率的励磁控制器,将两个控制器同时作用于网侧变流器,实现双馈风力发电机网侧变流器控制;并通过最优控制原理自适应整定转动惯量与阻尼系数,制定取值规则,使双馈风力发电系统的响应速度与超调量达到最优。实验证明:该方法能够在电压跌落情况下,通过有效控制网侧变流器,实现直流母线电压、无功及有功功率的平稳输出,保证发电机的持续运行,增强了双馈风力发电系统运行的稳定性与可靠性。

双馈型风力发电机变流器控制技术研究

本文以双馈型变速恒频风力发电系统的运行与控制为主题,从理论到实验进行了全面、深入的研究;设计并构建了一套完整的1650kW双馈型变速恒频风力发电实验系统,完成了变速恒频发电机运行试验、空载并网实验、变流器运行实验等一系列实验内容。丰富、详实的实验研究结果,验证了本文理论研究的正确性。

双馈风力发电机变流器并网试验方法研究

针对双馈风力发电机变流器并网时会产生电压波动、冲击电流以及谐波等问题,研究了双馈风力发电机变流器试验平台的构建方法。以1.5MW双馈风电变流器为样机,研究了其并网切入电流、加载试验、总谐波畸变系数(THD)、功率因数调整能力等并网特性的试验方法,考察这些因素对并网的影响程度。试验结果表明,单台风电变流器可以满足并网要求,而且并网切入电流较小,不致对电网产生较大的影响。

双馈风力发电机与变流器的参数匹配研究

变速恒频风力发电机组,是目前风力发电机组的主流形式。对于由双馈异步发电机组成的发电机组中,双馈变流器的选择尤为重要,它关系到整个控制系统的控制性能、运行效率和整个机组的安全性能。但是,变流器参数的选择与发电机密切相关,它们之间参数的匹配至关重要,该文通过理论分析,得到了发电机与变流器在匹配中的关键问题,仿真实验证明了理论分析的正确性。

基于混合型模糊PI控制的双馈风力发电网侧变流器仿真研究

通过Matlab/Simulink搭建了基于混合型模糊PI控制的网侧变流器仿真模型,并与传统PI控制策略和常规修正PI参数的模糊控制策略分别进行对比分析,表明混合型模糊PI控制器较PI控制器较常规修正PI参数的模糊控制器超调量更小、响应速度更快。最后,针对不同电流阶跃工况,对混合型模糊控制器的抗干扰性能进行仿真验证。仿真结果表明,在不同工况下,混合型模糊控制器性能依然稳定,证明其具有良好的抗干扰性能。

基于单神经元PI的双馈风力发电系统网侧变流器控制策略研究

针对双馈风力发电系统网侧变流器的非线性特性,提出了一种基于单神经元PI算法的网侧变流器控制策略,采用电网电压定向的矢量控制结合单神经元PI控制,实现了网侧变流器有功功率和无功功率的解耦控制,其中单神经元PI控制器的比例、积分系数根据直流侧的电压误差进行自适应调整。在PSCAD/EMTDC环境下,建立了双馈风力发电系统仿真模型。仿真结果表明,该控制策略可实现期望直流母线电压的快速、稳定跟踪,同时能够快速实现单位功率因数控制,具有较强的抗扰动能力与鲁棒性。

双馈风力发电系统网侧变流器的控制及仿真

分析了双馈风力发电系统网侧变流器的运行特性,继而讨论了网侧变流器的控制方案,建立双馈型风力发电系统网侧变流器的数学模型和基于电压电流双闭环控制策略的系统框图,并在Matlab/Simulink软件平台下搭建双馈风力发电系统网侧变流器的仿真模型,验证网侧变流器的单位功率因数运行。通过仿真结果验证了所建立数学模型和控制方式的正确性和可行性。

电网电压不平衡情况下双馈风力发电变流器控制

针对电网电压三相不平衡情况下双馈风力发电系统输出功率二倍频谐波分量带来的安全稳定问题,提出了一种以消除二倍频谐波分量为控制目标的正负序双闭环电流控制策略.建立了双馈风力发电系统网侧变流器不平衡条件下的数学模型,进而分析了二倍频谐波分量产生的机理,采用四分之一周期延时方法对正负序分量进行分离,且正负序电流单独参与运算控制来抵消功率二倍频分量.在Matlab/Simulink软件上建立了仿真系统,仿真结果表明了理论分析的正确性和提出控制策略的有效性.

双馈型风力发电系统低电压穿越策略仿真

针对双馈风力发电机组的低电压穿越能力的问题,介绍了风力发电在电网电压跌落时的并网要求,分析了目前已有的各种应对策略,提出了一套应对电网电压跌落时的控制策略。对于电网严重短暂跌落,通过对转子电流和直流侧电压滞环比较来控制Active Crowbar和直流侧卸荷电路,以卸荷多余能量并保护变流器,并保持风电机组的并网。对于电网的长时间跌落,还进行电网电压闭环发送无功,以支持电网进行恢复。通过仿真模型验证了所提出的控制策略能很好地抑制转子侧电流和直流侧电压的上升,并对电网提供无功支持。

集成SMES和CS-SGSC的双馈型风力发电系统

双馈型风力发电机面临能量输出不稳定和低电压穿越能力弱2个主要问题。为了同时解决这2个问题,提出了一种集成超导储能系统和电流型串联网侧变流器的双馈型风力发电系统。该系统利用超导磁体作为能量储存和缓冲环节,提高了能量输出的稳定性;利用电流型串联网侧变流器实现了对定子电压的保护,提升了双馈型风力发电机的低电压穿越能力。仿真结果证明了该拓扑结构及其控制策略的有效性。

双馈风力发电系统网侧变流器多电流环控制

非理想电网电压不平衡和畸变会严重影响双馈风力发电系统网侧变流器(GSC)的电流质量,这里构建多电流控制环路,以解决GSC电流的不对称和谐波问题。首先将电流基波正负序分量和低次谐波正负序分量在对应的旋转坐标系下变为直流量,利用比例积分(PI)控制器建立多电流控制环路,实现对网侧电流的无差调节。其次,在静止坐标系下建立电流控制环路统一数学模型,并在此基础上分析环路控制器的设计方法。最后通过10 kW的GSC平台,验证所提控制策略的正确性。

基于双馈型风力发电机组并网技术概述

主要介绍双馈型风力发电机组结构以及风电并入系统相关问题的研究,包括风电并网对电压的影响、对电能质量的影响、对电网稳定性的影响以及对发电规划和调度运行的影响等。

双馈风力发电变流器的LCL滤波器分析与设计

在双馈风力发电变流器中,网侧变流器与电网之间需要串联滤波器来抑制开关频率周围的电流纹波。提出了一种新型的LCL滤波器设计方法,该方法考虑了滤波电容的变化对LCL滤波器整体性能的影响,对系统进行稳定分析,给出了合适的网侧变流器电流环比例增益。仿真结果验证了该设计方法能够用较低的总电感值,获得很好的高次谐波滤除效果。

双馈风力发电机PWM变流器控制策略优化研究

为了提升脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)变流器在电网发生不平衡故障时的控制能力,对变流器控制策略进行优化,设计了基于电流平衡和基于功率平衡的功率外环控制策略,并在仿真实验系统中进行了模拟、分析与验证。结果表明:该方法能够更有效地实现对机组的控制,故障期间对直流电压纹波的抑制效果很好,可稳定控制直流电压,有效降低有功功率波动,提升电网稳定水平。

双馈风力发电变流器主要器件设计与系统控制策略

作为可再生能源中最接近商业化的可再生能源技术之一,风能越来越受到世界各国的重视。本文以2 0MW双馈风力发电变流器为例,介绍了双馈风力发电变流器的常用拓扑结构,并对主要器件参数进行计算和选择,其次对系统控制策略加以说明。

双向变流器在双馈风力发电系统中并网主动支撑技术的探讨

对双馈风力发电系统的运行机理进行分析,基于双向电压型变流器和控制技术,通过控制双向变流器来调节转子励磁电流幅值、频率和相位,使双馈风电系统具备传统电源的一次调频和主动调压的能力,实现了双馈风电系统并网技术的主动控制,完成了发电系统由被动调节到主动技术支撑的转变。