兆瓦级永磁直驱式风力发电系统中背靠背变流器系统的设计

本文介绍了用于2MW直驱风力发电系统的自研全功率变流器的组成与设计,详细分析了该变流器系统所采用控制策略,认为在这一功率等级下,采用Us/fs=E0/fs矢量控制技术较常用的最大转矩/电流比控制更有利于系统的安全运行。同时,对其中的其它关键系统设计(通讯系统、系统保护与监控系统)做了说明。通过在风场的实际测试与运行,结果表明所设计的变流器系统能够满足设计要求,并配合整套风机系统实现最大功率捕获。

永磁直驱式同步风力发电系统滑模自寻最优控制

针对永磁直驱式同步风力发电机系统部分负荷阶段的最大功率捕捉问题,提出了一种滑模自寻最优控制策略。在风力机和永磁同步风力发电机非线性数学模型基础上,利用滑模变结构自寻最优控制算法实现风力发电系统最大功率捕捉,同时用自适应参数改善滑模变结构控制带来的输出颤振。该方法具有无须测量环境风速和精确风力发电系统数学模型的优点。仿真证明该方法具有良好的控制效果。

新型直驱式永磁风力发电系统的控制

用矩阵变换器替代交-直-交变换器,提出一种新型直驱式永磁风力发电系统。该系统利用矩阵变换器的先进拓扑结构和控制策略,将它作为全功率变流器,实现永磁同步发电机在并网状态下的稳定运行。Matlab仿真结果表明:直驱式永磁风力发电系统能够单独控制有功功率与无功功率,并且谐波较少。

小型直驱式永磁同步发电机最大功率跟踪研究

根据最大功率点跟踪的基本原理及常用风力发电控制系统的特点,详细分析了风机功率曲线与Boost变换器占空比之间的关系,指出了固定步长扰动占空比法追踪最大功率时的缺点,提出一种梯度式变步长扰动占空比法。在Matlab环境下,建立了基于Boost变换器的离网小型永磁直驱式风力发电模型。仿真结果表明,梯度式占空比扰动法能够快速有效地追踪到最大功率,且具有很好的动态特性和稳态特性。

基于DSP2812的永磁直驱风力发电并网研究

针对直驱式永磁同步风力发电系统的并网运行,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法控制,提高直流侧电压利用率以及系统动态性能,降低谐波含量。在基于传统电网电压定向的双环控制策略基础上,采用基于虚拟电阻的LCL有源滤波环节取代L滤波,提高滤波特性和电流内环的响应速度,降低设备损耗和成本。运用MATLAB/Simulink建立系统的仿真模型对提出的控制策略进行验证,仿真结果表明了控制方案的可行性,系统能够可靠稳定地向电网输送电能。最后基于TMS320F2812 DSP芯片设计了5kW样机系统,实验结果表明系统运行效果良好,能够实现单位功率因数并网。

基于三电平全功率变流器的直驱式永磁风电并网控制技术

为提高基于大容量直驱式永磁同步风力发电系统的大功率风电并网的可靠性,设计了风电并网三电平全功率变流器。主要是利用传统并网控制技术即基于电网电压定向的电压、电流双闭环矢量控制策略,采用双PWM控制技术对三电平全功率变流器进行控制,以实现对有功和无功的解耦控制。运用Matlab/Simulink仿真软件进行风电并网系统仿真,仿真结果表明:三电平全功率变流器可有效改善风电大功率并网质量。

风电机侧断路器短路分断的理论分析

风力发电系统中由低压电器元件引起的故障时有发生,并造成较大的安全隐患。结合永磁直驱风力发电系统的机侧主回路特性,梳理并分析了影响短路分断性能的主要因素,提出了机侧断路器短路分断时的特殊要求,以及机侧断路器短路试验的等效试验参数,可为机侧断路器的研发设计提供参考依据。