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。

定子电压定向矢量控制系统在泵站电动机上的研究

采用定子电压定向矢量控制策略在d-q坐标系中建立的数学模型,实现对双馈电机的转速和功率因数控制。并在泵站进行了实验运行。

小值电压跌落下的双馈风力发电机控制策略的改进

通过对双馈感应发电机(DFIG)系统中的传统定子电压控制策略和网侧变换器控制策略的分析,给出了DFIG系统运行在电网电压小值跌落时改进的定子电压定向控制策略和网侧变换器控制策略,搭建了DFIG系统在不同控制方案下的Simulink仿真模型,系统仿真结果表明:提出的改进控制策略能有效地抑制电网电压跌落时DFIG系统的转子侧过电流和直流侧过电压,提高了系统在电网故障时的不间断运行能力。

基于全功率变流器的失速型风电机组低电压穿越改造

提出了一种基于变流器的失速型风电机组低电压穿越改造方案。该方案采用全功率背靠背变流器,机侧变流器稳定定子电压,网侧变流器稳定直流母线电压并发出无功电流,实现了机组在电压跌落期间的有功平衡和无功补偿。结合失速型风电机组的特点,提出了一种以稳定定子电压为控制目标的机侧控制策略,并设计了电压电流双闭环控制来抑制机侧滤波电路带来的振荡。在MATLAB/Simulink中建立了780kW失速型风电机组仿真模型,并在110kW电机平台上进行了实验,验证了方案的可行性。

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。

双馈船舶混合轴带系统变速恒频装置研究

混合轴带系统通过与主轴连接的轴带电机利用主机功率储备裕量发电以提高能源利用效率,而且它也可作为辅助动力推进或独立推进,提高船舶的可靠性。双馈混合轴带系统因具有变速恒频装置容量小的优点,受到了广泛的关注。本文对双馈混合轴带系统变速恒频装置进行了开发和应用研究。首先利用Matlab/Simulink搭建了双馈混合轴带系统仿真模型,分析系统在各个工况下的运行状态,验证了矢量控制(定子电压定向)在双馈混合轴带系统上的可行性以及的主回路和系统参数设计合理性;然后根据仿真模型开发了一套7.5kW的变速恒频装置;最后,通过变速恒频装置控制双馈混合轴带系统四象限运行。仿真及实验结果都证明了它的有效性。本文的研究成果可应用于双馈混合轴带系统中,具有一定理论意义与工程价值。