直驱永磁同步机组卸荷电阻最优取值及分组投切策略

研究了直驱永磁同步机组(permanent magnet synchronous generator,PMSG)卸荷电阻最优取值和投切策略问题。根据直流电容过电压能力和网侧变流器过电流能力,确定卸荷电阻理论上限。考虑到电网故障期间网侧变流器功率输出的实际情况,再根据理论上限值得到的直流电压与直流电容最大允许电压的差值,确定卸荷电阻实际上限。根据卸荷电阻允许温升,得到卸荷电阻下限,确定卸荷电阻取值范围。根据会引起直流电压剧烈波动的电网电压跌落区间,最后确定卸荷电阻最优值。采用双电阻选择投切,以抑制直流电压剧烈波动。在传统直流电压作为卸荷电路投切判据基础上,增加直流电容两侧功率差判据,以避免直流电压剧烈波动、增加机组输出功率、减少卸荷电路投切次数。仿真结果验证了该算法的可行性。

同步机组中的励磁系统故障及解决措施

近些年来,我国的电子科学正在不断的发展过程中,而在电子的发展过程中最为重要的就是对励磁系统的研究。由于在对电子科学进行研究的过程中,大功率的半导体硅元件和单片机技术得到了不断的发展,这就使得我们国家的励磁系统上升到了一个新的高度,使得励磁系统工作时的稳定性也得到了巨大的提高。同步机组中的励磁系统就是指给同步发电机提供励磁电流及其附属的设备,励磁系统中具有自动励磁调节器,这个调节器能够在很大程度上提高并联机组的稳定性。由于目前我国电力系统的发展会使机组的稳定性频率降低,这对同步机组的整体发展有着很大的影响,所以就促使对励磁技术进行更加深入的研究与发展工作。当然,在实际生产的过程中还是会遇到许多的问题,一旦励磁系统发生故障就会导致发电机的转动停止,就会严重的影响到生产线的生产。

同步机组中的励磁系统故障处理

在阐述陈塘排涝泵站概况的基础上,对同步机组励磁设备出现的故障类型及处理方法作了分析探讨,以期为今后同类故障的处理提供参考。

同步机组智能温度巡测仪的研制

本文介绍由微处理器8085A为核心构成的同步机组智能温度巡测仪的硬件和软件,重点讲述使该巡测仪具有优良性能的一些关键性技术问题的思路。

并联永磁同步风电机组小干扰稳定性分析

采用平均磁链定向控制多台永磁同步风电机组进而构造分频发电系统是未来陆上尤其是海上风电的汇集方案之一,但对该模式下多台风电机组间稳定性的研究鲜有文献涉及。针对此问题,基于特征值分析法,研究了平均磁链定向控制的永磁同步风电机组之间的小干扰稳定性。首先,基于高压大容量直驱式永磁同步风电机组的分频集电系统拓扑结构,建立了适用于小干扰稳定分析的风电系统的数学模型;其次,通过辨识振荡模态并分析模态参与因子确定了影响系统振荡的主控因素,通过绘制根轨迹分析了主控因素参数变化对系统振荡的影响,并发现系统振荡受发电机电感、电阻和直流电容参数的影响最大;最后,通过时域仿真验证了研究结论的正确性。

含UDE附加阻尼支路的构网型直驱永磁同步风电机组次同步振荡抑制策略

针对构网型直驱永磁同步风电机组在弱电网下的次同步振荡问题,该文提出了基于不确定性和扰动估计器(UDE)的附加阻尼支路振荡抑制策略。首先,网侧变流器采用虚拟同步机(VSG)技术,并基于谐波线性化理论建立了网侧变流器序阻抗模型;其次,深入分析引入电压电流双闭环控制对弱电网下构网型直驱永磁同步风电机组产生次同步振荡的影响特性,提出了电流环引入UDE附加阻尼支路的振荡抑制策略,并基于UDE的附加阻尼控制采用滤波带宽思想对系统扰动进行估计,通过动态电压补偿方式实现阻尼支撑,可有效抑制次同步振荡,提升系统鲁棒性;最后,通过时域仿真验证了所提振荡抑制方法的有效性。

基于动态能量贡献度的机组调频能力评估方法

针对不同类型的同步机组缺乏统一、有效的调频能力评估方法的问题,从一次调频过程中的动态能量角度出发,在调频动态过程的不同阶段,构建机组一次调频能力评估指标,从能量贡献速度、深度、强度多维度评估机组一次调频的速动性、可靠性和重要性。基于改进的10机39节点系统,通过不同调频能力场景下各指标的计算情况以及和传统评估指标的对比,验证了该方法的合理性和有效性。在此基础上,量化研究了影响机组调频能力的关键因素,从能量的角度解释了各参数对调频动态指标的影响。该方法对于发现电网中存在的调频瓶颈以及提升电网的调频能力具有一定的参考价值。

超级电容储能和卸荷电路协调控制的永磁同步风电机组低电压穿越策略

针对永磁同步风力发电机组的低电压穿越问题,结合超级电容储能与卸荷电路的优点,提出了一种超级电容储能和卸荷电路协调控制的低电压穿越策略。当低电压故障发生时,在机组变流器的直流侧同时投入卸荷电阻和超级电容储能系统共同吸收故障期间的不平衡功率。在故障清除后,超级电容储能系统根据网侧变流器的运行状态将故障期间吸收的能量回馈电网。仿真结果表明,所提协调控制策略能在保证机组可靠实现故障穿越的同时,降低超级电容的设计容量和成本,并提高风能的利用率。

基于直驱式永磁同步发电机组的风电场动态建模

根据某大型风电基地200 MW标准直驱机组风场的电气参数和出力数据,利用风机功率曲线求取等效风速,按照单机法思想建立了直驱式永磁机组风电场的单机聚合模型。运用DIgSILENT PowerFactory软件建模仿真,与详细风场模型、多机法聚合模型进行了对比,探讨了模型的可行性。此外,分析了风场集电线路对聚合模型精度的影响,并提出了单机聚合法的适用性和建模过程中集电线路的取舍原则。

含同步风电机组的电力系统动态最优潮流

同步风力发电机因电压和无功可控、并网效率高的特点,成为目前发展趋势。考虑同步风力发电机的无功控制方式与机组爬坡约束,对风电场无功运行边界和并网点电压条件进行探讨,推导出同步风电机组的无功极限计算方法,建立了含同步风电机组的电力系统动态最优潮流模型。由于发电机的有功、无功只与风速和节点电压有关,因此计算过程中无需额外修正节点电压值。在同步风力发电机基础上,考虑风速和负荷变化,选取某地区24小时风速和负荷变化典型曲线,分别在恒电压和恒功率因数两种控制方式下采用现代内点理论对IEEE-14和IEEE-118标准算例进行仿真,其结果为分析风电场接入电力系统的影响,制定风电有效容量,提高系统接纳风电能力提供决策依据。

直驱同步风电机组并网动态稳定性仿真研究

以直驱同步风电发电机组为研究对象,在matlab/simulink环境下建立了直驱同步风电机组的动态数学模型,对直驱同步风电机组接入系统的动态稳定性进行了仿真研究,试验结果表明:首先,直驱同步风电机组具有最大功率跟踪功能。其次,在电网发生故障时,直驱同步风电机组能为系统提供无功支撑。有效防止系统电压过多的降落。提高了系统故障运行的稳定性。

永磁同步风电机组传动轴振动分析与抑制

风速的随机性与不确定性以及塔影效应与风的纵向剪切效应,会激励大型永磁同步风电机组(PMSWT)传动轴的固有频率,引发机组振动。振动过程不仅会产生巨大的污染噪声,还容易造成机组零部件的松动与各执行机构的损害,加快传动轴的疲劳,直至其疲劳寿命耗尽而出现裂纹或断裂,严重影响机组的使用寿命。此外,振动更易引起并网电压闪变及功率的波动,影响所发电能的质量。首先采用模态分析法将兆瓦级永磁同步风电机组在最大功率点跟踪(MPPT)时传动轴振动分为刚性旋转振动与扭转振动。然后针对传动轴振动的产生原因与机理做了详细的分析研究。通过理论推导得出电容储能的变化含有机组振动的信息,且该信息容易获取,因而从该点出发提出了相应的振动抑制方案。所提控制方案通过在转速环与转矩环引入了与电容储能变化相关的补偿转速与补偿转矩,无需检测其他振动信息、简单、易实现,具有一定的实际应用价值。结果表明所提方案增强了机组的抗扰特性,能有效抑制传动轴的扭振,并减轻轴系的刚性振动,同时还可充分利用风能,提高机组的发电量与所发电能的品质。

用于AVR闭环测试的同步发电机组实时仿真研究

针对用于AVR闭环测试的同步发电机组实时仿真提高仿真精度、改善仿真的实时性，通过严格的数学分析与仿真研究，证实了采用修改矩阵逆的方式代替LU分解求解离散化方程组时的有效性，进而提出了采用高阶发电机模型、计算速度快的解耦算法。按照发电机内在松散物理结构，采用将仿真计算分为2个部分，分别置于2片DSP芯片进行计算的并行处理技术。比较了解耦算法与原有算法的仿真结果。利用解耦算法和并行处理技术研制出了实时仿真实验装置，获得了较理想的仿真效果。

并联运行同步发电机组有功分配的离散变结构控制

提出了一种新的离散变结构控制DVSC(DiscreteVari ableStructureControl)策略。这种策略算法简单 ,稳定性好。将该方法应用于电力系统 ,设计了并联运行同步发电机组有功分配的离散变结构控制器。仿真及实验结果显示 。

直驱式永磁同步风电机组的风电场等值建模

通过对直驱式风电机组运行状态的分析可知:在风电场中,桨距角大于0的机组运行于额定工作点,而其余风电机组的运行点可由电磁转矩、发电机转速这两个状态变量反映。由此,提出了一种以风电机组具有相同或相近运行点为分群原则的风电场等值建模方法:首先将桨距角大于0的机组归为一组,再以电磁转矩、发电机转速作为分群指标利用K-means聚类算法进行分群计算,最后采用容量加权法计算分群后等值机组的参数并考虑了风电场内集电系统的影响。为了进行对比分析,在Matlab/Simulink平台上搭建了风电场的详细模型、以状态变量分群的等效模型及以风速分群的等效模型,仿真结果验证了所提出的建模方法能更准确地反映风电场在风速波动及电网故障情况下的动态特性。

直驱型同步风力发电机组最优功率控制

以直驱型同步风电机组为研究对象,建立了机组各个组成部分的数学模型。在此基础上利用MATLAB/Simulink搭建了基于全功率变流器的并网直驱型同步风电机组的仿真模型,研究了使机组运行在最优功率状态下的综合控制策略,利用所建模型进行了最优功率控制思路的验证。仿真结果表明了所建立模型的正确合理性,在此基础上的最优功率控制方法也是有效的,为以后对风电机组运行控制更进一步的研究奠定了基础。

直驱式永磁同步风电机组机侧PWM控制

在介绍永磁同步发电机(PMSG)d,q轴数学模型和矢量控制理论基础上,提出在直驱式永磁同步风电系统机侧采用PWM控制方式,通过转子磁场定向控制策略,实现有功无功功率解耦控制,减小了损耗,并且较好地控制了转速。利用Matlab/Simulink进行仿真,并给出了仿真结果。同时搭建了基于TMS320F2808控制器的试验平台,对该控制策略进行了实验,实验结果验证了该控制系统的正确性与可行性。

高速永磁同步风电机组建模及其控制策略

为分析高速永磁同步风电机组的并网运行特性,建立了包括永磁同步发电机、双PWM变流器和电网电压跌落的风电系统模型。分析了其实现最大风能跟踪、低电压穿越的过程,建立了机侧、网侧变流器的矢量控制模型。运用MATLAB/Simulink建立了2MW机组仿真模型,对风速变化和电压跌落时机组运行状况进行了仿真,结果验证了模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。

直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略

以永磁体励磁多极直驱式同步风力发电机组(directly driven wind turbine with permanent magnet synchronous generators,D-PMSG)为对象,建立了包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型的D-PMSG数学模型,提出了风力机桨距角和发电机转速的控制策略:桨距角的控制策略中以风速和发电机功率为输入信号,采用比例–积分控制很好地反映了不同风速对桨距角控制的不同要求;发电机转速控制策略中采用dq同步旋转坐标下的矢量控制方法,用d轴电流控制无功功率,用q轴电流控制转速,既实现了机组的解耦控制,又充分利用了发电机容量。运用Matlab/Simulink建立了D-PMSG仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真,结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。

基于串联制动电阻的生物质能同步发电机组低电压穿越研究

对用于生物质能发电(BPP)的并网同步机组(SG),其低电压穿越(LVRT)不便沿用大型SG紧急控制措施。采用串联制动电阻(SBR)实现BPP中SG的LVRT,采用计及励磁系统动态控制的等面积定则,提出了SBR阻值解析算法。基于SG及励磁系统,量化SBR功率,将其引入SG加速面积中,建立了SG加速和减速面积表达式。结合机械功率和切入功角,利用等面积定则,推导出满足LVRT准则SBR最小阻值的解析算法。改变系统参数,分析其对SBR最小阻值的影响,以选择新安装BPP电厂参数。动态仿真结果验证了基于解析算法选取SBR阻值的正确性。可以发现SG惯性或励磁电压上限越大,q轴同步电抗、d轴暂态电抗或变压器电抗越小,机械功率或切入功角越小,所需的SBR阻值越小。对SBR阻值影响从大到小依次排序为d轴暂态电抗、惯性时间常数、q轴同步电抗、变压器电抗、励磁电压上限值。