双馈感应异步风力发电机组的低电压穿越要求及技术分析

随着风电机组装机容量的持续高速增加,大规模风电场的建设,各个国家(地区)的电网对风电场的要求日趋严格。本文依据国内外的风电场接入电网规则,对风电场接入电网的低电压穿越(Low Voltage Ride Though,LVRT)要求做了详细介绍,并对目前风机主流机型双馈感应异步风力发电机组(Doubly-Fed Induction Generator,DGIG)的LVRT主要技术进行了综合分析与对比,最后对各技术进行改进并对该问题提出今后的研究方向。

双馈风力发电机组变流器控制参数分步辨识方法

该文通过构建双馈风力发电机组转子侧与网侧控制系统包含8个PI控制器待辨识参数的内、外环传递函数作为参数辨识模型,基于此提出内外环施加不同扰动源的激励方法和基于改进灰狼算法的分步参数辨识方法。为避免内外环PI控制器之间的级联问题,特别选出3个合理的内外环观测量。最后,建立双馈风力发电机组仿真模型,测试所提分步辨识方法可行性,对比扰动下实际模型与辨识模型的观测量输出,证明辨识方法的准确性。

离网型双馈风力发电机组控制策略研究

本研究首先分析了离网型风力发电机组的数学模型,以及转子侧变换器、定子侧变换器的数学模型。然后根据数学模型,在转子侧变换器推导了直接电压矢量控制,其控制目标为定子侧的输出电压的幅值与频率;在定子侧变换器推导了基于定子电压矢量定向的矢量控制,采用电压平方外环、电流内环的双环控制,其控制目标为直流母线电压。为验证该控制策略,搭建了仿真模型,仿真结果显示,该方法能够实现离网型双馈风力发电机组输出稳定的电压。

双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析

针对双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理尚不明确且无法为故障诊断提供理论依据的问题,开展了双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析.首先,结合有限元仿真及解析推导,分析转子匝间短路下双馈异步风力发电机的气隙磁密规律,得到转子所受的不平衡磁拉力;然后,考虑转子不平衡磁拉力的情况下构建双馈异步风力发电机转子-轴承系统非线性动力学模型,利用非线性动力学仿真获取转子匝间短路故障下系统的振动仿真信号;最后,在双馈异步风力发电机故障模拟实验台上进行转子匝间短路故障实验,利用实验分析验证非线性动力学仿真结果的有效性.非线性动力学仿真及实验分析结果均表明,转子匝间短路故障下双馈异步风力发电机转子-轴承系统振动信号的频谱存在转频的谐波成分,通过检测转频的谐波分量可诊断双馈异步风力发电机转子匝间短路故障,有效揭示了双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理.

简谈双馈异步风力发电机变频器运行控制技术

随着风力发电技术的不断发展,风力发电系统性能提升和可靠性增强成了风力发电领域的迫切需求,为满足电力系统的频率和电压稳定性要求,对发电机的运行控制技术提出了更高水平的挑战。双馈异步风力发电机作为一种主流的发电机类型,其中变频器作为双馈异步风力发电机工作的核心控制技术,具备在变化风速下优化能量转换的潜力。文章针对双馈异步风力发电机的工作模式与其构成系统中的变频器功能进行分析,并从技术应用与算法两个角度探讨了双馈异步风力发电机变频器运行控制的具体技术方案,旨在全面提升双馈异步风力发电机的运行控制效率,提高风力发电系统的整体效率,减少对传统能源的依赖,实现更为可持续的能源利用。

异步双馈风力发电机组刹车系统事故预防研究

从异步双馈风力发电机组刹车系统火灾发生的主要两个因素着手,结合实际案例,分析了产生火灾的原因,从技术、设备及管理方面,提出解决异常刹车引发火灾的措施和建议,以期为风电机组安全运行和改造提供参考。

双馈异步风力发电机气隙静偏心下电磁转矩特性分析

本文对双馈异步风力发电机气隙静偏心故障下的电磁转矩波动特性进行了综合分析。首先,推导正常和气隙静偏心工况下气隙磁密,然后得到正常和静态气隙偏心条件下电磁转矩的解析表达式,最后,对双馈异步发电机进行有限元计算。有限元计算结果与理论分析基本吻合。结果表明,气隙静偏心故障会使气隙磁密的空间阶次发生改变,但频率成分不会发生变化。此外,电磁转矩各谐波频率成分幅值也增大,其中,485Hz、585Hz和685Hz的高次谐波增幅最为明显。

基于MATLAB的双馈风力发电机组动态特性分析

为了确保风电场的安全、可靠地为电力系统输送优质电力,提高电力系统的使用寿命,针对双馈风力发电机进行了研究,从最大的风能捕捉与光滑的输出功率出发,着重探讨了机组的数学建模问题。对双馈式风力发电机各个部件的工作原理、工作特点进行详细分析,并利用MATLAB软件对其进行建模。在此基础上,将该方法应用于电力系统的随机特性,并将其应用于电力系统的系统中。

双馈风力发电机组变桨距控制及低电压穿越技术要点

由于近年来我国的经济发展速度非常迅速,随之而来的能源问题也变得越来越重要,作为当今人类社会生存和发展当中所存在的主要问题,能源缺乏已经成为了人们所亟待解决的一个重要发展缺陷,通过开发和利用可再生资源,可以在一定程度上缓解人类的能源压力,而开发和利用可再生资源也是当前世界各国开展可持续发展战略的重要方式。风力发电作为可再生资源当中的一种,由于其自身清洁能源的特点,不仅能够节约不可再生资源,而且也可以降低对周围环境的污染,风力发电系统的效率也非常高,而且功率速度也非常大,通过对双馈风力发电机组控制技术以及风能开发的进一步研究,可以推动我国后续的能源发展。

基于前馈补偿的双馈感应发电机励磁控制研究

针对双馈感应电机在发生低电压故障时定转子产生瞬时暂态振荡电流及传统Crowbar电路保护方式,将使其消耗较大无功而降低可控性的问题,提出一种转子电流前馈补偿的励磁控制方案。根据双馈电机的数学模型及等效电路结构,分析其定子侧电网发生低电压故障时的电磁暂态特性,归纳定转子暂态电流的变化规律。再通过电网电压与转子电流对定子电流的控制传递函数,分析电网电压跌落对定子暂态电流振荡的作用机理,并提出由控制转子电流对定子电流进行前馈补偿的故障穿越方案,经仿真分析证明了其有效性。

双馈风力发电机组的并网特性分析

阐述风电并网中的问题和风电机组的并网特性,优化双馈风力发电机组并网效果的策略,目的在于优化风电并网的效果。

风力发电机组的故障分析和设备维护研究

随着全球对清洁能源的需求不断增长,风力发电作为一种可再生能源技术得到了广泛的应用和发展,其中,双馈异步发电机和电动变速机组为重要组成,在促进风力发电系统平稳运行方面所发挥的价值较为突出。本文深入研究风力发电系统中双馈异步发电机和电动变桨机组的故障分析与设备维护。通过对这两种关键设备常见故障类型的剖析,提出针对性的维护策略和方法,以提高风力发电机组的可靠性和稳定性,降低运维成本,促进风力发电产业的可持续发展。

风力发电机组双馈变频器与故障处理

双馈变频器在风电领域十分重要,是双馈式风力发电机组中必不可缺少的部件,其故障频发。特别是对于高穿技改后的变频器,由质量问题引起的故障十分突出。阐述变频器在风电领域的重要性、结构、作用、工作原理以及常见故障,根据现场处理变频器故障的经验,对常见故障处理方法进行了总结与整理。

双馈感应风力发电机组动态模型的分析与比较(英文)

在大型风力发电厂中双馈感应风力发电机组将被广泛应用,深入了解双馈感应风力发电机组动态特性非常必要。文中给出了双馈机组的8阶、5阶和3阶模型。8阶模型包括完整的传动系统模型、定子模型和转子模型;5阶模型包括定子、转子模型和简化的传动系统模型;忽略定子的暂态过程后,3阶模型包括转子模型和简化的传动系统模型。在MATLAB／Simulink软件上实现了3种模型建模。完成了对2种情况的仿真,仿真结果验证了上述3种模型的正确性,并比较了各自的响应特性。仿真结果表明:8阶模型具有最精确完整的响应,但仿真时间最长;3阶模型采用最大程度的近似,但仿真时间最短;5阶模型适合大多数既要求较快仿真速度又要求较高精度的研究。

双馈感应风力发电机组复合频率控制策略研究

双馈感应风力发电机组(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)现有的基于最大风功率追踪的控制策略不能对系统频率的变化作出响应。大量基于DFIG的风电场并入电网并取代传统的同步发电机组,将降低系统的频率控制能力。首先分析了风力发电穿透率对系统频率控制能力的影响;其次研究了DFIG附加'虚拟'惯性控制环的频率响应,分析了桨距角控制参与系统一次调频的能力;最后设计了一种新的复合频率控制方法,该方法通过'虚拟'惯性控制和桨距角频率控制的共同作用,降低了系统频率的初始变化率及稳态偏差。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

双馈感应风力发电机组的滑模直接电压控制

为解决PI矢量控制动态响应慢且依赖电机精确参数的问题,本文将滑模控制与空间矢量调制结合,提出了一种开关频率固定的滑模直接电压控制(SMDVC)方法,以实现双馈感应电机(DFIG)的电网同步控制.实验结果表明,提出的SMDVC方法具有比PI矢量控制更好的动态性能,即使在电网电压不平衡工况下,也能较好地控制DFIG定子电压实现对电网电压的精确跟踪.

孤岛双馈异步风力发电机组自抗扰控制研究

针对孤岛运行双馈异步风力发电机输出电压易受负载切换影响、PI控制器对电机参数依赖性高等问题,建立了包含励磁电流动态过程与电机参数误差的数学模型。将电机参数误差和励磁电流动态过程分别视为系统的内扰与外扰,应用分离性原理和零极点配置方法设计双闭环自抗扰控制器替代PI控制器,扩张状态观测器可实时估计系统总扰动,并通过前馈进行补偿。建立兆瓦级DFIG孤岛运行仿真模型进行验证,结果表明文章控制方法能够有效抑制负载切换引起的电压扰动和电机参数变化的影响,提高了系统抗扰动性能。

电网电压不平衡工况下双馈感应风力发电机组的自抗扰控制

本文提出电网电压不平衡工况下双馈感应电机(DFIG)的自抗扰控制(ADRC)方法,抑制不平衡电压引起的电磁转矩和无功功率波动,延长风力发电机组的工作寿命.在正、负序同步旋转坐标系中推导了电网电压不平衡工况下DFIG的电磁转矩表达式,计算出消除电磁转矩波动所需的负序转子电流,将其叠加到正序转子电流参考值上,以减小电磁转矩波动.采用ADRC实现对转子电流的有效控制,减少控制器对发电机精确模型的依赖,提高控制系统的鲁棒性.仿真结果表明所提出的控制方案有效地减小了电网电压不平衡工况下DFIG的电磁转矩和无功功率波动,同时减小了不平衡电流,有利于延长DFIG风力发电机组的工作寿命.

双馈感应风力发电机组的非线性变结构空载并网控制策略

采用矢量控制结合PI控制来实现双馈感应发电机并网时,电机的各种磁链以及电压电流交叉耦合补偿部分都会降低电网电压跟踪的速度,使动态响应性能不够理想,令超调量增大.本文采用变结构控制与全状态反馈线性化解耦相结合的控制策略,来控制双馈感应发电机组的空载并网过程.在MATLAB仿真模型基础上,从空载并网时发电机定子电压对电网电压的跟踪、并网过渡过程中定转子电流变化情况,和并网后功率调节和最大风能捕获这3个阶段进行了仿真分析.最后将非线性变结构控制器与传统矢量控制外加PI调节控制的仿真结果进行了对比分析.结果表明,采用全状态反馈线性化变结构控制的双馈感应风力发电机组,可以实现发电机的平滑并网,并网效果较好,定子电流对电网冲击小,转子电流实现比较平稳的过渡.并网后,发电机能够有效地进行最大风能捕获,实现变速恒频发电和有功、无功功率的独立调节控制.通过与传统矢量控制的比较分析,可以看出,双馈感应风力发电机组采用状态反馈精确线性化变结构控制器比传统矢量PI控制器对电网电压跟踪速度更快,动态响应更快速、调节时间和超调量更小.

双馈异步风力发电机组功率调控能力研究

以变速恒频双馈异步风力发电机组为研究对象,在PSCAD/EMTDC仿真环境下实现了双馈异步风力发电机的电磁暂态仿真。在此模型的基础上,对双馈异步风力发电机组有功功率和无功功率调控能力进行了研究。通过追踪不同风速情况下的最大风能,保证最佳有功功率输出;跟踪不同风速情况下的无功功率极限变化,构建了面向风电场邻近电网动态无功最优补偿控制策略,从而充分发挥了双馈异步风电机组的灵活调控能力。