基于定子电压定向的自适应控制在电网故障下双馈异步发电机的优化运行策略

提出了一种基于定子电压定向(SVO)的定子磁链动态过程改进控制方案,引入积分环节到转子电流控制器,消除电压故障状态产生的静差,通过自适应调节补偿定子电阻,联合优化的最大功率跟踪器,增强风电机组供电质量,提高系统的稳定性和鲁棒性。基于PLECS算例分析验证,在出现电网电压瞬态跌落故障和电网谐波下,即使风机运行在次同步或超同步状况,提出的控制策略都可以实现谐波抑制,减小定、转子功率振荡、电磁转矩脉动、传动系统机械损耗,为进一步高渗透率风电场研究提供依据和参考。

并网双馈发电机电网电压定向励磁控制的研究

在分析并网双馈发电机传统矢量控制策略的基础上,提出了一种基于电网电压定向的励磁控制策略。该控制策略仅需要定子侧电流、电网电压和转子位置角信号,避免了矢量控制系统中对定、转子量测量精度、实时性和一致性的严格要求,使控制系统得到了简化。利用该文提出的控制策略对双馈发电机有功、无功和转速稳态调节特性及机端三相对地突然短路的过渡过程进行了仿真研究,结果表明该控制策略能实现双馈发电机有功、无功和转速的解耦控制及短路故障切除后其有功、无功和转速都能回到原来的设定值稳定运行。

电网低次谐波电压下双馈风电系统定子谐波电流抑制

IEEE相关标准对分布式发电系统注入电网的谐波电流作出了严格的限制。通过分析电网低次谐波电压对双馈风力发电系统定子电流总谐波畸变率(THD)的影响发现,传统基于定子电压定向的双馈风力发电系统并网发电矢量控制策略在大容量变流器控制中存在着缺点,即因为控制带宽低而无法有效抑制电网低次谐波电压引起的定子谐波电流,从而在较大工作范围内无法满足相关标准的要求。文中提出了一种基于定子谐波电流闭环控制的矢量控制策略,通过单独添加各次定子谐波电流的控制回路来抑制各次定子谐波电流,以满足THD指标。在30kW双馈风力发电系统实验平台上进行了验证,实验结果表明,通过使用该控制策略,削弱了电网低次谐波电压对双馈风力发电系统的影响,使得定子电流的THD得到了很好的抑制。

基于定子电压定向的双馈风力发电机功率控制

本文介绍了一种基于定子(电网)电压定向的双馈风力发电机输出功率控制策略。此控制策略无需测量定子磁链,可实现发电机输出有功、无功功率的独立控制。并根据此控制方法,使用Matlab/Simulink软件构建了一个用于1.5MW双馈风力发电机的输出功率控制系统,仿真验证了在有功功率、无功功率或电网电压出现降落的条件下,该控制策略的有效性。

基于电网电压定向的双馈风力发电机灭磁控制策略

电网故障造成的电网电压变化会在双馈发电机定子绕组中产生定子磁链的暂态直流分量,造成发电机输出功率波动和电磁转矩振动,需要采取灭磁控制来加快定子磁链暂态直流分量的衰减。文中提出了一种适用于双馈风力发电机电网电压定向矢量控制的灭磁控制方法,首先分析了电网故障对双馈发电机内部电磁关系的影响,在此基础上分析了双馈发电机电网电压定向矢量控制的稳定性,就此提出了一种新型的灭磁控制方法,并进一步阐述了转子侧变换器容量及风电机组运行状态对灭磁控制效果的影响。仿真验证表明,所提出的灭磁控制方法可以在电网电压跌落程度较轻的情况下有效减小双馈发电机定子磁链中暂态直流分量的影响,提高双馈风电控制系统的稳定性,有利于实现风电机组的低电压穿越。

电网电压矢量定向的三相异步电机同步切换控制策略

鉴于大容量三相交流异步电机在进行变频-工频切换瞬间存在较大的电网冲击电流,提出一种基于电网电压矢量定向的同步切换控制策略,并采用电力电子开关与交流接触器并联的电路拓扑实现电机变频-工频的同步切换。该控制策略在电网电压同步坐标系下检测到变频器输出线电压空间矢量的相位为30°电角度时触发电力电子开关和交流接触器进行同步切换。实验结果表明该控制策略可精确捕获电机同步切换的最佳时刻实现零相位误差切换,电力电子开关可大幅缩短切换时间,提高了切换控制精度和系统对不同电机及负载的适应性。

基于电网电压定向矢量变换的SVC平衡化补偿策略

冲击性负荷会引起供电系统严重的电压波动和三相不平衡,对其进行平衡化补偿具有重要的意义。将矢量控制思想移植到动态无功补偿中,建立晶闸管控制电抗器(TCR)型静止无功补偿器(SVC)平衡化补偿策略。该策略通过在电网电压稳定条件下对负荷电流进行矢量变换,实现其基波正序、负序分量的分离以及基波有功、无功分量的解耦,最后利用低通滤波器检出有用直流信号并计算出补偿电纳。仿真及实验表明,该策略具有较高的精度和优良的动态性能,其补偿效果不受负荷谐波电流的影响。

基于电压矢量定向控制的微电网同期方法

对于联网型微电网,当大电网状态恢复正常后,微电网与大电网经过一个同期调节过程并网运行。本文研究了以储能换流器作为主网单元的微电网模型,换流器根据微电网和大电网母线电压信号,调节自身电压和频率,实现微电网与大电网同期,就地控制静态开关实现微电网并网。首先介绍以储能作为主网单元微电网同期原理,分析微电网同期偏差对各分布式电源的冲击影响,建立储能换流器P/Q与V/f归一化控制模型,在此基础上建立基于储能换流器电压矢量定向控制的微电网同期模型,实现微电网平稳同期并网,有效减少了微电网同期过程中各分布式电源功率冲击与暂态振荡。最后依托张北国家风电检测中心微电网实验平台进行微电网同期并网实验,实验结果验证了控制方法的有效性。

基于定子电压定向的双馈风电系统变参数策略设计

介绍了基于定子电压定向的双馈风力发电系统在空载并网和并网发电2种模式下的模型,分析对比了其差异性。为保证在2种模式下控制系统均有较好的稳态性能和动态性能,提出了一种变参数控制策略,即在2种模式下分别采用不同的电流控制器。给出了一种基于比例—积分(PI)电流控制器的设计原则,利用伯德图法对2种模式下的电流控制器参数分别进行了设计,设计结果表明2种控制器参数有较大差异,在2种控制模式下采用同样的电流控制器会降低系统的动态性能甚至导致系统不稳定。在30kW双馈风力发电系统实验平台上进行了实验验证,实验结果表明,变参数控制策略可以保证系统在2种模式下均有较好的稳态性能和动态性能。

基于电网电压定向的光伏并网逆变器系统研究

针对传统的光伏并网系统逆变控制策略存在控制复杂、谐波含量多的问题,提出了一种基于电网电压定向的光伏并网逆变器直接电流控制方法,给出了以TMS320F2812为主控制器的三相光伏并网逆变器系统的硬件及软件设计。该逆变器直接电流控制方法采用过零检测电路测量电网电压的过零点时刻,得出过零点时刻的电网电压的旋转角度,从而得到逆变器输出电压的幅值和相位;采用SVPWM技术控制IPM的开断,使逆变器输出上述幅值和相位的电压,从而实现单位功率因数并网发电功能。实验结果表明,该逆变器直接电流控制方法简单,逆变器输出电流与电网电压基本保持相同的频率和相位,并网发电功率因数接近于1。

基于电网电压矢量定向的双闭环光伏并网逆变系统的研究

针对传统光伏系统并网逆变技术的问题,提出了一种新型的基于电网电压矢量定向的双闭环直接电流控制技术,依据系统动态数学模型构造了直流电压外环和有功、无功电流内环控制系统,同时采用SVPWM技术控制IGBT的通断,实现了光伏并网逆变系统精确的运行在单位功率因数状态。最后,通过对比分析MATLAB仿真与以DSP为控制芯片搭建的两级非隔离式光伏并网逆变系统实验,验证了所提算法的正确性。

基于定子电压矢量定向的转矩提升方法研究

感应电动机定子电阻压降导致V/F控制系统低速时的输出转矩下降,严重影响了V/F控制系统的低速性能。在分析现有转矩提升方案的基础上,提出了一种新颖的转矩提升方法。通过基于定子电压矢量定向的旋转坐标变换,可以实现定子电流的解耦,从而方便地得到定子电阻压降补偿量。该方法只需知道定子电阻值,实现简单。实验结果表明:采用补偿方案后,电机起动性能良好,电机能在1 Hz满载平稳运行。实验结果验证了该转矩提升方案的有效性。

基于电网电压矢量定向控制的三相并网逆变器模糊PI控制策略

为提高逆变器并网的效率,降低并网电流的谐波畸变率,加快系统的动态响应速度,研究了基于电网电压定向的前馈解耦控制策略,设计了模糊PI控制器,制定模糊规则实现PI参数的整定,并在Matlab/Simulink中构建仿真模型以验证所提策略的有效性和可行性.

基于定子电压定向矢量控制系统的改进研究

本文在风力机和双馈感应电机(DFIG)的基本原理的基础上,建立了风力机的数学模型和基于定子磁链定向的双馈风力发电机动态数学模型;针对传统的DFIG定子电压定向的矢量控制系统中PI控制器对于复杂系统其参数难以修正的问题,对传统的DFIG定子电压定向的矢量控制系统进行改进,加入模糊控制器,将模糊控制器与传统PI控制器相结合,用模糊控制器修正PI控制器的参数,缩短跟踪控制时间,控制风力发电系统的输出有功功率能够快速跟踪参考功率。仿真结果表明经改进的定子电压定向的矢量控制系统相较于传统的DFIG定子电压定向的矢量控制系统具有跟踪速度快、超调量小的优点,验证了控制系统的可行性。

基于定子电压矢量定向的死区补偿方法在通用型变频调速器中的应用

简要论述了变频器的死区时间对输出电压和输出电流的影响。结合矢量控制中死区时间补偿方法 ,提出了一种基于定子电压矢量定向的死区补偿方法 。

异步电动机按定子磁链定向的电压矢量型控制策略

介绍了异步电动机的数学模型，以及异步电动机按定子磁链定向的动态数学模型和物理模型，分析了异步电动机按定子磁链定向的电压矢量型控制策略及控制系统的实现，并进行了仿真分析，证明了此矢量控制方法的优良性能。

异步电机定子电压定向矢量控制系统的改进

本文就定子电压定向矢量控制方法的原理和实现策略进行了讨论 ,提出了一些改进措施 ,并在此基础上给出仿真及实验波形。结果表明 ,该方法不仅可获得磁通和转矩的解耦控制 ,并且比传统的矢量控制方法 ,还具有减少坐标变换的环节、在动态过程中能保持定转子磁通恒定、受转子参数变化的影响很小等优点 ,能够简单地实现高精度。

无刷双馈电机定子电压定向的矢量控制策略

基于无刷双馈电机的功率绕组电压定向的统一矢量模型的研究,提出了一种矢量控制策略,该控制策略可以对电机转速和无功功率实现解耦控制,同时避免了定子磁链的计算。通过变速调频实验研究,证明了所提出的控制方法具有良好的控制性能。

双馈发电网侧变换器的电网电压定向控制方法的研究

建立了三相电压型PWM变换器的数学模型,详细分析了PWM变换器电网电压定向控制的两种实现方式,并重点根据电网电压和线电压间的矢量关系,确定了双馈发电励磁系统网侧PWM变换器电网电压定向的实现方法。以TMS320F2812为主控制芯片,搭建了三相电压型PWM变换器控制实验所需的平台,设计了过零比较电路和相应的软件实现程序。实验结果验证了该电网电压定向控制方法的有效性和可行性。

基于电磁耦合的电网定向电压励磁自适应调控

针对常规的电网定向电压励磁线性调控方法在发电机组单机容量比较大的情况下,易受某些不确定因素的影响使系统参数不准确,导致延长电压上升时间。因此,设计一种基于电磁耦合的电网定向电压励磁自适应调控方法。首先建立励磁系统传递、比较电路、整流滤波电路、补偿电路的数学模型,将这些模型共同组合完成水电机组励磁数学模型的建立,将永磁同步发电机与普通电励磁电机相结合,设计励磁定子结构,根据励磁电流的值分析气隙磁场,完成电磁耦合结构的设计,最后通过改变蚁群算法的初始值,调整节点聚度与能见度,完成励磁调节器的优化。为了验证设计的调控方法具有一定有效性,以某电厂为模型设计仿真实验。实验结果表明,设计的调控方法各项性能均达到要求,且调控的阻尼比更大,电压恢复较快。