不同异步风力发电机组的低电压穿越能力研究

为了对比不同异步风力发电机组的低电压穿越能力,给出了包括风速模型、风力机模型和异步风力发电机模型在内的风电机组模型和无功补偿装置(SVC)模型。建立了仿真风电场模型,分别仿真了两种典型异步风力发电机组未加装SVC和加装SVC时发生短路故障后的低电压穿越能力;针对仿真前后电压、有功功率、无功功率和转速的变化情况对两种异步风力发电机组的低电压穿越能力进行了对比分析。

电网不对称故障时全功率变流器风电机组控制策略

电网导则要求并网风电机组在电网电压在一定范围内瞬间跌落时不脱网运行。为满足这一要求,研究了全功率变流器风电机组在电网故障时的运行特性。建立了不对称电网故障下网侧变流器的数学模型,分析了正、负序双电流控制策略存在问题的原因,提出了一种直流侧采样电压带变频陷波函数的双电流控制策略,并针对电网频率波动的情况加入锁相环对陷波器进行实时修正。仿真结果表明:当电网出现不对称故障和频率波动时,所提出的控制策略较正、负序双电流控制策略具有更好的动态调节性能。

基于可变频率变压器的近海风力发电系统控制

文章提出了一种由可变频率变压器和鼠笼式异步发电机群组成的变速近海风力发电系统。该系统采用结构坚固可靠的鼠笼式异步发电机群集中控制,减少了近海风电场的建设和维护成本。利用可变频率变压器将风电场侧变频交流母线与恒频电网相连接,实现了风电机组的变速发电。首先简要描述了所提出近海风力发电系统的拓扑结构和工作原理,然后分析了可变频率变压器的稳态特性,并在稳态等效电路的基础上设计了控制方案,最后仿真验证了所提出的风力发电系统及其控制方案的有效性。

异步发电机风能转换系统的高效控制

本文给出了采用鼠笼式异步发电机风能转换系统（WECSs）的一种高效的控制方案。通过此方案，增加了WECS获取的功率，向低风速区扩大了可利用风速范围。发电机通过两个背靠背的矢量控制的变流器联入电网。因按转矩情况调节d轴定子电流时会引起发电机电阻损耗，为了减小该电阻损耗我们引入了一个最小欧姆损耗（MOL）控制器。由于不需要额外的控制信号和电机损耗模型方面的信息，该控制器使用方便、有效。MOL控制器的有效性以及该控制器与两种最大功率点跟踪（MPPT）控制器的成功配合已经得到试验证实。MPPT控制器用来使出力最大化，是通过自适应搜索控制和模糊逻辑控制技术的方式来实现的，且应用广泛，因这两种控制方式均与风力发电机特性无关。文中给出了用以证明该控制方案的改进效果的试验数据。

风电变流器的RT-LAB硬件在环仿真系统设计与实现

对于兆瓦级风电变流器的控制算法研究多采用Matlab/Simulink、PSCAD和Psim等纯数字仿真软件,存在不能真实模拟风电变流器运行和不便于控制算法开发和移植等缺点。鉴于此,利用RT-LAB半实物虚拟仿真器和分布式数字控制器实现无缝连接,搭建了一套3 MW鼠笼型全功率风电变流器的硬件在环仿真平台,并进行了风电变流器的控制算法开发和验证。半实物仿真和实验结果表明,在RT-LAB硬件在环仿真平台上开发的软件算法可以直接应用到实际变流器系统中,且控制效果完全一致,该方法大大缩短了风电变流器的研发周期。

混合风电场无功极限的研究

由于客观条件的制约,我国风电场普遍存在弃风现象。针对由双馈感应异步发电机(DFIG)和鼠笼式异步发电机(SCIG)组成的风电场,根据电网调度中心向风电场下达的有功出力指令,建立模型用以确定风电场发出最大感性无功功率(无功极限)的有功调度方案,以充分发掘风电场本身的无功调节能力。该方案可以减少附加无功补偿装置的投切次数以及为其无功补偿的容量提供参考。通过在PSCAD平台上建立混合风电场模型,验证了模型的有效性。

基于小型风机并网引起系统功率振荡的研究

风电规模的扩大,使其对电力系统的影响变得越来越大。研究风电对电力系统的影响,对系统稳定具有重大意义。在电力系统分析软件Power System Analysis Toolbox(PSAT)中建立鼠笼式异步发电机(Squirrel cage induction generator)模型,以经典单机无穷大电力系统为例,分析鼠笼式异步发电机接入电网时,在风速扰动下所引起系统的功率振荡。

含风电场的电力系统静态电压稳定性研究

大量风电场并网运行将会影响电力系统的静态电压稳定性,不同的风机类型对系统电压稳定有着不同的影响。本文建立了普通异步发电机和双馈异步发电机的静态数学模型,介绍了风电场节点在潮流计算中的处理方法,利用连续潮流计算得到风电场关键节点电压随节点有功负荷变化的P-V曲线,比较系统接入风电场前后和接入不同风机类型时的系统静态电压稳定极限,并分析了风电场的接入点和风速对负荷参数和崩溃点电压的影响。