基于双PWM变流器的风力发电系统控制策略仿真研究

风力发电系统是一个复杂的能量转换系统,为了保证系统安全稳定运行,对风力发电系统进行有效控制是必不可少的。针对永磁直驱风力发电系统,采用功率外环和电流内环的机侧变流器控制策略,采用电压外环和电流内环的网侧变流器控制策略。为了达到对最大功率点(MPPT)的跟踪控制,运用变步长爬山搜索法。建立了基于该控制策略的永磁直驱风力发电系统MATLAB仿真模型,在该控制策略下,随着最大功率点的变化,风力发电系统始终能安全稳定运行,仿真结果验证了该控制策略的正确性。

基于双PWM变流器的笼型异步发电系统研究

为了提高笼型异步发电机并网系统的低电压穿越能力和抗干扰能力,采用双PWM变流器设计了发电机并网系统。在并网控制系统中,机侧变流器采用一种不依赖于发电机参数的控制方法,实现有功功率的灵活调节和机端电压的稳定控制;网侧变流器采用电压定向矢量控制,实现直流电压和网侧无功功率的有效调节。仿真和实验结果表明,所提方法可以较好地实现发电系统并网运行,具有较好鲁棒性。

双馈风力发电系统双PWM变流器的开路故障诊断

首先分析了开路故障对双馈感应发电机的电流和其他变量的影响,提出了一种基于电流信号平均值的开路故障的诊断方法,并通过非均匀采样方式采样电流信号,这种方法可用于诊断单个功率开关开路和两个功率开关同时开路的情况,针对诊断系统容易在同步速时发生误报的情况,可以通过在同步速时禁止诊断系统得到解决,并且这种方法不会引起漏报,仿真结果表明,该方法不仅能有效防止误报,还可准确地诊断出开路故障的位置和类型。

双端口多功能交-直流双PWM变流器控制策略

针对传统中大功率密度的交-直流PWM变流器存在输出直流电压降压困难、电路设计复杂的问题,提出一种以三相交-直流变换和三重化直-直流变换为核心的交-直流双PWM变流器电路拓扑。在分析其工作原理,建立数学模型的基础上,综合运用软件锁相技术,瞬时无功理论,正序、负序、零序分解理论,自动限流及均流控制。同时采用交流电网和(或)直流电网双端口供电方式,实现交直流能量的双向流动。在理论分析和仿真研究的基础上,完成了380 kW原理样机的研制。样机实验结果表明:采用该控制策略的双PWM变流器具备了充电器、不间断电源、无功补偿器等多种功能,同时输出直流电压调节范围宽、电路设计简洁且具有扩展性。

一种新型双PWM变流器混合控制方法研究

为提高供电电压不平衡条件下双PWM变流器的性能,提出了基于EL模型的无源控制与PI控制相结合的混合控制方法。根据双PWM变流器主电路的拓扑结构,分别建立了整流器和逆变器在dq坐标系下的EL模型。以系统的设计目标为依据确定期望平衡点,增加耗散矩阵的注入阻尼,进而设计了无源控制器。设计两个PI控制器分别用于控制直流电压和为网侧三相交流线电流d轴分量提供给定值。仿真和实物实验均表明,所提出的混合控制方法是可行的。

直驱风电系统双PWM变流器无源混合控制

结合风力机的非线性特性和双PWM变流器的控制策略,提出了转速外环和电压外环采用PI控制,电流内环采用无源控制的混合控制策略。从能量角度出发,分别建立了dq坐标系下的EL模型,为提高变流器的动态性能,采用了注入阻尼的方法,得到了无源控制律。仿真结果表明机侧变流器实现对永磁同步电机的控制和转速调节;网侧变流器实现直流电压跟踪控制、单位功率因数、交流电流正弦化。

直驱永磁风力发电系统双PWM变流器控制技术

在风力发电系统中,变流器是实现能量高效、稳定转换的关键。研究了直驱永磁风力发电系统的控制原理,建立了双PWM变流器机侧和网侧的数学模型。机侧变流器采用转子磁场定向矢量控制方式,网侧变流器采用电网电压定向矢量控制方式,实现有功和无功功率的完全独立解耦控制。仿真和试验结果表明:该控制策略可有效地实现最大风能捕获,维持直流母线电压稳定,实现发电机组的平滑并网,具有良好的动态响应。

双PWM变流器中PI参数的设计分析

目前,许多高校和研究所都在研制双PWM变流器。本文阐述了具有高功率因数PWM变流器中的PI参数的设计,实践证明,此设计方法是正确的。

双馈风力发电系统双PWM变流器控制策略

建立了两相同步旋转坐标系下网侧变流器的数学模型,其网侧变流器选择电网电压定向矢量控制策略并采用电压外环电流内环的双闭环结构,转子侧变流器采用定子磁链定向的矢量控制策略。仿真实验结果表明,该控制策略可实现变流器工作状态变化时直流母线电压、网侧电流和转子电流的稳定以及单位功率因数运行,且能通过产生相反负序电流分量来消除电网电压的不平衡,从而证明了该控制策略的正确性和有效性。

基于电压注入的双PWM变流器直流母线电容的在线检测

本文提出了一种三相双PWM变流器的直流母线电容的在线检测方法。在空载条件下,将一个频率略低于母线频率的交流电压信号注入到双PWM变流器的直流母线电压中,在直流输出侧产生同频率的功率波动。通过使用数字滤波器提取直流输出端的交流电压和功率分量,利用最小二乘法可以估算出直流母线电容。所提出的方法可以仅通过软件实现而无需额外的硬件,Matlab/Simulink仿真实验结果表明使用此方法得到的电容值估算误差较小。

直驱风电系统双PWM变流器非线性控制策略

在直驱风电系统中,为了提高变流器的性能,该文提出了外环采用PI控制,内环采用无源控制的混合控制策略。根据主电路拓扑结构分别建立了在dq坐标系下的欧格-拉格朗日EL(Euler-Lagrange)模型和端口受控耗散哈密顿PCHD(port control Hamiltonian with dissipation)模型。基于EL模型,采用了注入阻尼的方法,得到无源控制律;而基于PCHD模型,采用能量成形的方法,利用IDA-PBC(injecting dampingpassivity-based contro)控制算法设计无源控制器。仿真结果表明机侧变流器能够实现对转速的控制;网侧变流器实现直流电压跟踪控制、单位功率因数并网。实验验证了所提控制策略的可行性。

双PWM变流器在矿井提升机中的应用

提出了一种新的高功率因数变流器在矿井提升机中的应用。这种变流器使变流器网侧电流获得了较快的动态响应，同时也抑制了谐波电流。

基于双混合钳位式变流器的永磁直驱风力发电系统控制策略

针对大功率双三电平永磁直驱式风力发电系统,采用一种新型的混合钳位式三电平结构,在分析了其工作原理的基础上,对混合钳位式三电平变流器的64种电压空间矢量分别在能量馈入和馈出情况下对中点电位和钳位电容电压的影响特性进行分析,得出中点电位平衡调制策略;又对钳位电容的充放电回路进行分析,推导出钳位电容电压在能量馈出和能量馈入情况下,分别采用不同的电平状态切换的调制方式实现钳位电容电压的平衡。在对永磁同步发电机(PMSG)和混合钳位式整流器的数学模型研究的基础上,给出了对机侧变流器和网侧变流器分开控制的策略。在Matlab/Simulink平台下搭建相应的仿真模型,通过仿真与实验验证了所提算法的正确性,并且具有较好的动、静态性能。

双馈风力发电变流器控制系统的研究

针对双馈式变速恒频风电机组的控制方式进行了研究,并以1.5MW变速恒频风电机组为模型,设计了基于TMS28335 DSP与CPLD的双馈风力发电变流器系统。该系统将矢量控制技术应用于发电机控制,并对网侧和转子侧变流器采用双闭环控制策略。

基于双钳位变流器的直驱式风力发电系统控制方法研究

为了抑制永磁直驱风力发电系统中变流器中点电位波动及IGBT关断过电压,引入了双钳位三电平变流器结构,分别提出了整流和逆变状态下双钳位三电平变流器中点电位和钳位电容电压平衡控制方法。推导出了双钳位三电平整流器和永磁同步电机数学模型,给出了双钳位机侧变流器和网侧变流器控制方法。最后,采用Matlab搭建了系统仿真模型,并基于模拟风电系统进行了实验,结果均证实了研究内容的正确性。

基于DSP与FPGA的变流器通用控制平台研究

提出一种基于DSP和现场可编程门阵列(FPGA)双CPU结构的新型变流器控制系统方案,其中DSP完成变流器控制策略的实现,主要包括:最大功率点跟踪、电压电流双闭环控制、低电压穿越控制、通信功能;FPGA完成三相锁相环控制、AD芯片采样控制、SVPWM波形控制、逻辑输出控制以及各类故障信号检测与停机保护功能,并采用了基于WIFI模块的风电故障信息传输系统。以双馈风电变流器为模型,设计了双馈风力发电变流器系统,完成了两电平与三电平SVPWM控制算法的FPGA实现。最后在自主研发的1.5 MW,2 MW双馈式变流器样机与光伏逆变器样机上进行了大量实验和长期的现场试运行,验证了控制系统平台的可行性与实用性。

永磁直驱风力发电系统变流器控制策略研究

针对变速恒频风力发电技术(VSCF),对风力机的数学模型进行了分析,通过最佳叶尖速比实现了对风力机的最大风能跟踪(MPPT)。在研究了永磁同步发电机(PMSG)和变流器的数学模型的基础上提出了对机侧变流器和网侧变换器分开控制的策略,控制机侧变流器来调节发电机的转速,控制网侧变流器向电网输送稳定、恒频的电能。并在Matlab/Simulink平台下搭建了相应的仿真模型,仿真结果表明控制策略可行。

基于双PWM型PMSG的风电系统的控制策略研究

基于双PWM型永磁直驱风电系统,对机侧和网侧的变流器控制策略进行了详细分析,提出直驱永磁风电系统机侧和网侧采用PWM控制方式,可以有效地稳定直流电压,实现风能的最大捕获,以及侧有功功率与无功功率的解耦,从而实现全功率并网。利用Matlab/Simulink搭建了仿真平台,并给出了仿真结果,证明了该控制系统的正确性与可行性。

改进的双PWM型直驱永磁风电机组并网控制策略

在分析直驱永磁同步风力机速度环特性的基础上,推导出机侧脉宽调制(PWM)变流器速度控制环的闭环传递函数。由于该传递函数中存在非原点闭环零点,提出了一种改进的PI控制策略,消除了非原点闭环零点,改善了系统在受扰时的动态特性,提高了并网电流的波形质量,并将其策略应用于网侧PWM变流器的控制。仿真结果表明,改进的PI控制策略能够有效减少机侧和网侧控制系统动态响应时的超调量,加快系统响应速度,提高整个双PWM型直驱永磁同步风电系统并网运行的稳定性。

风电系统变流器控制策略研究

介绍了直驱风电机组双PWM变流器的拓扑结构及工作原理,建立了风电机组风力机、永磁发电机及双PWM变流器的数学模型。基于MATLAB/Simulink建立了机组仿真模型并进行了仿真分析,结果验证了双PWM变流器控制策略的可行性,满足并网变流器的控制要求。