变速恒频双馈风力发电系统空载并网积分变结构控制

围绕变速恒频双馈风力发电系统空载并网问题,将滑模变结构控制与矢量控制相结合,提出了一种基于指数趋近率的积分变结构控制策略,并分别对理想情况、电机参数摄动情况和电网电压波动情况下的双馈风力发电系统空载并网过程进行仿真分析.结果表明:在本控制策略下,双馈风力发电系统空载并网动态响应良好,稳态误差近似为零,过渡平稳,并网后无需更改控制器参数即可顺利进入最大风能追踪阶段;与传统PI控制相比,本控制策略能够有效抑制参数摄动及外部扰动对双馈风力发电系统的影响,具有较强的全局鲁棒性.

无刷双馈电机在变速恒频风力发电系统中的应用

在总结各种风力发电系统的基础上,提出一种新型的变速恒频无刷双馈电机风力发电系统,并设计了初步的功率控制方案,进行了仿真研究。

双馈型变速恒频风力发电系统的鲁棒控制

研究了双馈变速恒频风力发电系统的鲁棒控制问题.采用定子磁场定向的矢量变换技术,建立了系统非线性数学描述,利用非线性鲁棒控制技术,设计了能实现发电机输出有功功率和无功功率鲁棒解耦控制,同时具有鲁棒干扰抑制作用的转子励磁控制器.理论分析和仿真结果均表明,所设计的控制器可以保证在风速变化、系统参数不确定性和外部干扰的情况下,风力发电系统仍能安全可靠地最大获取风能,并且输出恒频恒压的电量。

变速恒频双馈风力发电系统并网控制仿真

介绍了变速恒频双馈感应风力发电机运行的基本原理,分析了风力机功率特性和风能追踪的控制策略,对双馈感应发电机转子侧的变换器控制系统进行了建模与仿真。通过控制发电机输出有功功率来调节电磁转矩和转速,将定子磁链定向的矢量变换控制技术应用在对双馈型异步发电机转子侧变换器的控制上,获得了发电机有功功率和无功功率的解耦控制,为追踪与捕获最大风能创造了条件。电网侧的变换器使用电网电压定向的矢量控制技术来控制直流母线电压的恒定,调整了电网侧的功率因数。

基于模糊逻辑的变速双馈风力发电系统级联滑模鲁棒控制

提出一种结合模糊逻辑与滑模变结构技术的新型风力发电系统鲁棒控制方法,采用级联的风力机滑模控制器和发电机滑模控制器,并利用模糊逻辑实现滑模切换增益的自适应调节。该方法能在定、转子电阻等系统参数具有不确定性的情况下,分别实现对参考转子磁链和转矩的良好控制及对最佳叶片转速的鲁棒跟踪,从而获得在额定发电功率内的最大风能追踪。仿真结果表明,相比较常规的反馈线性化技术,该方法在有参数变化时具有更好的控制性能,鲁棒性更强,具有更高的风能利用率。

变速变桨距双馈风力发电技术研究

大型风力发电机组多具有变速变桨距功能,能够通过控制桨距角来调节机组的功率输出,使整个风力机的功率控制更为有效。通过对变速变桨距双馈风力发电机组的控制策略进行详细分析,给出了变速变桨距风力发电机组的MATLAB仿真波形,仿真结果验证了控制策略的正确性与可行性。

变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术研究

双馈电机变速恒频(VSCF)风力发电系统,是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的。该文在分析双馈电机运行原理和励磁控制方法的基础上,设计和构建了基于80C196MC单片机的VSCF双馈风力发电机的励磁控制试验系统。对变速恒频控制、恒压控制、并网控制以及亚同步速、同步速和超同步速三种不同运行状态之间的动态转换控制技术,进行了试验研究,为兆瓦级变速恒频双馈风力发电机励磁控制系统的设计奠定了基础。

双馈风力发电系统的滑模变结构控制技术

为研究滑模变结构控制策略在提升双馈风力发电系统运行性能上的作用,提出一种基于指数趋近律的滑模变结构控制策略,分析计算了不同控制对象的控制率,在所建立的双馈风力发电系统Simulink仿真模型上对滑模变结构控制在双PWM(pulse width modulation)变换器控制、MPPT(maximum power point tracking)控制和空载并网控制上的应用进行系统性研究,并和PI控制方法进行对比,结果表明所提出的滑模变结构控制策略不仅简化了控制结构,而且提高了系统的响应速度、控制精度和鲁棒性,具有一定的有效性和可行性。

变速恒频风力发电系统变桨距自抗扰控制

由于风能的随机性及气动效应的影响,变速恒频风力发电系统具有强非线性,难于实现高精度控制,输出电能质量较差。为了改善系统在恒功率输出运行区域内的动态性能,该文在分析变速恒频风力发电系统变桨距控制研究现状的基础上,基于自抗扰控制理论设计风力发电系统变桨距控制器。建立了风机及变桨距机构模型,以转速为量侧输入设计扩张状态观测器,观测系统状态及风速扰动,利用前馈环节予以补偿;同时,根据状态偏差配置非线性结构,抑制转速偏差。在随机风、阶跃风及阵风作用下对设计的自抗扰控制器进行数字仿真,结果表明基于自抗扰控制理论的变桨距控制器具有良好的动态性能及对风速扰动的鲁捧性,能够有效改善变风力发电系统桨距控制效果,工程实用价值较高。

模拟双馈变速变桨距风力发电机组的运行控制研究

从系统控制的角度,针对风力发电机组变速变桨距双馈异步发电机自动运行中的恒功率输出等关键问题进行了控制对象特性分析和控制方案设计.结合西门子s7-1200PLC控制器和风力发电机仿真模型(E-Wind Turbine)构建了研究实验平台,并进行了系统的控制实验与仿真.重点针对恒功率输出问题的控制进行了多种控制方案的设计和实验验证,经过比较不同的控制方案后证明:基于前馈的协调控制方案效果较好.

基于全局鲁棒滑模控制的变速恒频双馈风力发电机的研究

随着风力发电技术的发展,对变速恒频双馈风力发电机的控制方法方面的研究显得越发的重要.根据变速恒频双馈发电机对控制系统要求响应速度快、鲁棒性强的特点,将矢量转换方法与全局滑模控制方法结合,提出了一种全局鲁棒滑模变结构控制方案.针对双馈异步电机在内部参数变化和外部风机负载转矩扰动共同带来的扰动进行设计,并对比了传统PI控制.仿真证明,该控制方法可以提高双馈电机的动态性能,进一步增强了电机的抗干扰性.

双馈式变速恒频风力发电系统并网控制研究

在简要介绍双馈式变速恒频风力发电系统原理的基础上,进行了其并网控制策略研究分析,并分别以模拟仿真和试验台实验两种方法验证分析了该风力发电系统的性能。文章可为该方面理论应用提供参考。

变速恒频双馈风力发电系统运行特性与控制系统研究

随着科学技术的迅速发展,人们生活水平也逐步提高,但全世界均面临着一个重要的问题,就是怎样能做到能源的最大利用化且将环境污染降到最小,为解决这个问题,人们开始开发新能源。作为一种无污染的绿色能源,风能,正受到全世界的开发与利用,并且风力发电成为当今的一种主要发电方式。在这种发展趋势下,本文对变速恒频双馈风力发电系统运行特性及控制系统展开了研究,首先介绍变速恒频双馈风力发电系统的发展现状,其次从运行特性出发,在理论上分析这种系统的工作原理,最后对风力发电系统中的控制系统进行研究。

变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制

根据风力机的特性 ,探讨了追踪、捕获最大风能的方法 ;在分析双馈型异步发电机数学模型和磁场定向矢量变换控制的基础上 ,提出了变速恒频风力发电机的有功、无功功率解耦控制策略 ,详细的仿真研究验证了控制策略的正确性和可行性。

变步长最大功率跟踪在双馈风力发电系统中的应用

在风力发电系统中,对于给定的风速达到最佳叶尖速比时,每条功率曲线均具有一个最大功率点(Maximum Power Point,MPP)。为了在不同的风速条件下均可产生最大的功率,必须对风力机的转速进行调节,以确保始终运行在最大功率点处。针对现有传统反馈控制的不足,提出了一种变步长最大功率跟踪策略,此方法可以根据输出功率变化的大小来改变扰动的步长值,克服了传统反馈控制成本高和固定步长的传统爬山算法稳定性、快速性难以兼顾的问题。同时采用定子电压定向控制,通过调节转子的励磁电流来调节定子发出的有功功率和无功功率。仿真实验结果证明了该方法的可行性。

基于模糊自适应PID的风力发电系统变桨距控制

提出模糊自适应整定PID控制理论设计风力发电系统变桨距控制器。建立了风机及变桨距机构模型,以发电机转速测量值,发电机转速测量值与额定转速相比后误差为输入设计控制器。在随机风作用下对设计的模糊自适应整定PID控制器进行仿真,结果表明基于模糊自适应整定PID控制理论的变桨距控制器具有良好的动态性能及对风速扰动的鲁捧性,能够有效改善风力发电系统变桨距控制效果。

双馈风力发电及变流控制的数/模混合仿真方案分析与设计

数/模混合仿真(D/PHS)是风电技术的一种极具前景的研究手段。文中介绍了实时数字仿真器(RTDS)的特点,对能量型和信号型D/PHS系统的原理和稳定性进行了对比分析。采用RTDS和自主开发的变流器控制系统,设计了双馈变速风力发电机的信号型D/PHS方案,详细阐述了数字模型和控制系统的实现方法。针对一台2 MW风电机组的D/PHS算例验证了文中方案的有效性。

双馈式风力发电系统最大风能跟踪控制的研究

由于双馈式变速恒频风力发电系统其转子转速具有可调性,所以可通过调节发电机转子转速以获得最大风能。首先介绍风轮机的功率特性,列举两种现有的最大风能跟踪控制算法,其中着重分析常用的变步长爬山法,随后以双馈式发电机为例,提出把黄金分割法应用于最大风能追踪的设想,最后采用MATLAB软件对3种算法进行仿真对比。仿真结果表明,黄金分割法具有可行性,在风能追踪精度与速度上具有优越性。

一种基于变速恒频的双馈风力发电MPPT设计

采用双PWM控制型变流器,变速恒频发电技术,变浆距角进行最佳风能追踪(MPPT)控制。分析了如何由绕线式异步电动机参数设计出双馈风力发电最大风能跟踪控制的风力机参数。通过Matlab仿真,分析了风机的切入风速、切出风速、风速过大情况下的变桨距角控制及浆距角随风速减小而自动恢复的最大风能跟踪特性,验证了控制策略的有效性和可行性。

双馈风力发电系统网侧PWM变换器滑模变结构控制

运用滑模变结构的控制方法,对变速恒频双馈风力发电系统的网侧变流器进行控制。运用Simulink进行仿真,在电网电压扰动情况下实现直流母线电压和电网电流的控制,并与传统的PI控制进行对比。仿真结果表明,所提出的滑模变结构控制策略正确有效,相比PI控制性能更加优良,具有很强的鲁棒性。