On maximum power point tracking control strategy for variable speed constant frequency wind power generation

Based on the characteristic of AC-excited variable speed constant frequency(VSCF)wind power generation,the vector control technique was applied in a doubly fed induction generator(DFIG).Maximum wind energy or maximum output power point can be tracked by decoupling control of active power and reactive power.The research result shows that the net power of generation system delivered to grid in maximum wind energy tracking mode is not the most.We presented a novel maximum power point tracking(MPPT)control strategy by analyzing the DFIG mathematic model and power relations which delivered the maximum power to the grid.The maximum power point could be tracked automatically without measuring wind speed in the control strategy and the control was independent of optimal turbine power curve,which had excellent dynamic and static performances and robustness.Simulation and experimental results testify the accuracy and validity of the control strategy.

The research of power saving frequency conversion speed regulation experiment system

A power saving frequency difference controlling method was introduced by the double inverter and motor experiment system.The characters of the system under differ- ent loads were investigated.The theoretical analysis and experiment results show the frequency difference method is a ideal power saving speed regulation method for the dou- ble inverter and motor system.The experiment system is simply structured,convenient to operate and provides a new way of character testing for frequency conversion speed regulation.

The Control System Simulation of Variable-Speed Constant-Frequency Wind Turbine

In general,Variable-Speed Constant Frequency (VSCF)Wind generation system is controlled by stator voltage orientation method which based on the mathematic model of VSCF Wind generation system and discussed the control strategy.Present the whole dynamic control model of variable-speed wind generator system in MATLAB/ Simulink,and the simulation results confirm the validity and effectiveness of the proposed control strategy.

The Applications of High-voltage variable frequency speed regulation System in Main Exhauster of Sintering

Main Exhauster is one of the main equipment of sintering production. It needs to consume a lot of electricity. Therefore, the system＇ s reconstruction for energy-saving will effectively reduce electricity for the production. The paper takes an iron and steel enterprise that had successfully transformed the synchronous motors of main exhauster of sintering as an example, which describes the application of high-voltage variable frequency speed regulation system in main exhauster of Sintering, so as to provide a reference for other iron and steel enterprises.

智能化视角下造纸机传动系统变频调速控制研究

在当今造纸行业向智能化转型的背景下,造纸机作为纸张生产的核心设备,其传动系统的高效运行对整体生产效率和产品质量起着决定性作用。电气自动化与变频调速技术的深入应用,极大地推动了造纸机控制系统的技术进步,为实现造纸机械高效、稳定生产提供了坚实的技术基础。基于此,在探讨造纸机传动控制系统的构成与设计关键点,并针对常见的变频调速技术进行分析,特别是直接转矩控制(DTC)算法在优化传动系统中减少异步电机电磁转矩波动、降低能耗、提升效率方面的应用,旨在为造纸机传动系统的优化提供切实可行的解决方案。

基于变频重构S/SP拓扑的无线电能传输系统恒流恒压研究

针对电动汽车无线充电系统耦合系数和负载变化导致系统输出电流和电压剧烈波动的问题,提出一种由交错叠放式线圈结构和变频重构控制策略组成的无线电能传输系统,通过重构补偿拓扑,并切换工作频率,实现了系统的恒流恒压输出。首先,分析了拓扑重构前后系统的恒流、恒压输出特性和零相角特性,对比恒流恒压工作模式下补偿电容的大小,给出了系统参数调整方法。其次,剖析了交错叠放式线圈结构模型,提出基于耦合系数波动最小原则的线圈结构优化策略。所提出的系统补偿元件较少,两个工作频率点符合国际标准。最后,搭建一套500 W的实验样机,验证系统的可行性和有效性。实验结果表明,交错叠放式线圈在X轴方向偏移发射线圈外径的55%(187mm)或Y轴方向偏移120mm时,耦合系数波动率小于5%。系统在恒流模式下电流波动率为3.58%,在恒压模式下电压波动率为4.83%,满足无线充电系统恒流恒压需求。

超级电容参与风电调频的动态响应优化策略

随着风电渗透率的不断提高,电力系统逐步呈现低惯量的特征。低惯量系统在故障时的频率变化率(RoCoF)和最大频率偏差显著增大,传统频率控制方法效果减弱,频率的安全、稳定面临挑战。针对上述问题,先于一次调频动作的快速频率响应(FFR)已成为解决低惯量系统频率稳定问题的重要手段。首先,建立风-火-储电力系统频率响应模型,分析FFR调频资源对低惯量系统频率响应的影响;其次,基于模糊逻辑推理,提出了一种超级电容参与风电调频的储能动态响应优化策略以控制储能,使其能够动态响应系统频率变化,在频率跌落期遏制频率跌落,在频率恢复期调控储能恢复功率以维持荷电状态稳定;最后,对提出的控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,所提策略能够利用超级电容快速动态响应系统频率变化,从而为低惯量系统提供功率支撑,弥补风电调频的不足,相较传统的风电机组虚拟惯量控制策略,在减小最大RoCoF及抑制最大频率偏差效果上均有大幅提升。

变频调速技术在自动控制系统优化中的应用

阐述变频调速技术在机械自动化控制中的应用,包括深度指示器、等速段超速、减速段超速的应用,以及匀速电机超速的保护。针对系统稳定性、调速精度、可靠性方面的问题,提出优化措施。

考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄机组综合惯量调频控制

当系统出现频率跌落时,变速抽蓄机组可大幅降低转速、迅速释放转子动能,从而为系统提供惯量支撑,但目前已有的调频方案未能有效发挥变速抽蓄机组的这一优势。为充分利用转子动能,提出一种考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄机组综合惯量调频控制策略。首先,从变速抽蓄机组的有功支撑特性和不对称转速约束条件出发,得出适用于变速抽蓄机组的最优频率控制结构,该结构中包含两个时间常数不同的虚拟惯量控制环节。然后,分析各惯量控制环节的作用并整定相关参数。在此基础上,计及变速抽蓄机组运行特性与电力系统调频需求,设计了变速抽蓄机组不对称综合惯量控制策略,使得机组转速降低时可以为系统提供更大的惯量支撑。仿真结果表明,所提调频策略能够充分发挥变速抽蓄机组的优势,维持系统频率稳定。

基于永磁变频调速的飞轮储能调相机建模与控制方案研究

针对大量可再生能源并网引起电网惯量支撑不足的问题,构建了一种基于永磁变频调速的飞轮储能调相机模型,并制定了控制方案。在调相机转子配置永磁变频调速的飞轮系统,利用飞轮动能提升调相机的惯量功率响应能力,且可不改变调相机的电网接入方式和快速励磁能力。构建了永磁调速电机及飞轮储能调相机的电磁和机械模型,建立了包含调相机和变频器的双通道耦合功率输出模型,进而提出了基于永磁变频调速的飞轮储能调相机的调频功率控制方案。通过在典型应用场景下的仿真,验证了该方案的可行性与有效性。

风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制

针对单个变速抽蓄调频容量不足和风电场调频后转子转速恢复容易引发频率二次跌落的问题,提出一种风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制策略。首先,当电网发生频率事件时,该策略根据风电场风速和区域内多分布式变速抽水蓄能可调节容量对电网频率提供支撑。然后,针对风电调频后转子转速恢复过程容易引发系统频率二次跌落的问题,在风电转子转速恢复时通过多分布式变速抽蓄提供功率支撑来缓解系统频率二次跌落。最后,以含风电场与分布式变速抽蓄的四机两区域系统为例,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提控制策略相比风电场和多分布式变速抽水蓄能独立调频对于系统具有更好的调频效果。

新川沙泵闸大型双向泵装置调速性能及试验

对于引水和排涝扬程相差较大的低扬程大型双向泵站,需兼顾双向运行工况下的水泵装置性能,有必要对该类泵站水泵装置性能及运行方式适配性进行研究。以目前国内引水规模最大的双向竖井贯流泵站新川沙泵闸为研究对象,进行水泵机组设计及性能调节研究。泵站引、排设计净扬程分别为0.68、2.79m,比较分析了不同调节方式下的水泵性能改善效果。通过CFD数值计算和装置模型试验验证了设计的合理性,并对不同转速下水泵的性能进行了测试。研究结果表明,在性能调节方面,变频变速调节效果优于叶片调节,对各种工况运行适用性更强;降速运行时,水泵装置整体效率略有下降,但降至0.8倍额定转速范围内,高效区效率仅下降1%左右。根据水泵性能测试结果,提出了不同扬程范围变速运行调节控制方案,可为今后大型双向泵站选型及运行调节方式提供借鉴。

矿用蓄电池特种车辆用变频牵引电机的研究与设计

传统交流变频调速系统只有恒转矩段和恒功率段,且恒转矩段约占整个调速范围的1/2,中频段特性比较硬,转矩不会跟随转速的变化而变化。为了让交流变频调速系统满足矿用蓄电池特种车辆的牵引工况,模拟直流调速系统的低速大扭矩“挖掘机”软特性,以DC 128 V的矿用铅酸蓄电池铲运车为例,通过对比直流电机特性参数,详细介绍了变频牵引电机多段速关键点、额定功率、额定电压、额定转速、启动电流、额定转差率和电机极对数等关键参数的设计方法,使得变频牵引电机转速与扭矩机械特性曲线与原直流电机相吻合,使其完全适用于矿用蓄电池特种车辆的行走,并在煤矿井下得到了验证。

Frequency Regulation of VSC-MTDC System with Offshore Wind Farms

Frequency regulation of voltage source converter-based multi-terminal high-voltage direct current(VSC-MTDC)system with offshore wind farms enhances the frequency stability by compensating the power for a disturbed AC system.However,it is difficult to reasonably allocate frequency-regulation resources due to a lack of coordination mechanisms between wind farms and the MTDC system.Moreover,it is difficult for the frequency control of the wind farms to manage changes in wind speed;and the risk of wind-turbine stalls is high.Thus,based on the kinetic energy of wind turbines and the power margin of the converters,the frequency-regulation capability of wind turbines is evaluated,and a dynamic frequency-support scheme considering the real-time frequency-support capability of the wind turbines and system frequency evolution is proposed to improve the frequency-support performance.A power adaptation technique at variable wind speeds is developed;the active power in the frequency-support stage and restoration stage is switched according to the wind speed.A hierarchical zoning frequency-regulation scheme is designed to use the frequency-regulation resources of different links in the MTDC system with wind farms.The simulation results show that the novel frequency-regulation strategy maintains frequency stability with wind-speed changes and avoids multiple frequency dips.

双馈变速恒频风电系统控制研究

文章以双馈异步电机为风力发电的变流器,分析了双馈式变速恒频风电系统在功率因数校正、电网电压畸变及无功补偿方面的控制策略,重点介绍了双馈变速恒频风电场系统,基于功率因数校正的控制方法分析了双馈异步发电机并网运行时电网电压畸变对风力发电系统运行稳定性和电能质量的影响,最后通过仿真验证了控制策略的正确性。仿真结果表明:文章提出的双馈变速恒频风电系统可以有效改善双馈异步电机并网运行时因电压畸变带来的性能下降问题。

静态试验机的伺服调速液压控制系统设计

传统的伺服液压站是通过改变比例阀的开度来调整液压液输出压力的大小。这种方法会造成能源浪费,而且必须增加冷却散热装置。因此,针对静态或准静态的试验机,设计一个伺服调速液压控制系统。首先,分析静态试验机的伺服调速液压控制系统的结构;其次,介绍控制系统的主要硬件设计,包括DKZQ-1010智能伺服控制器的控制电路和接口设计;最后,阐述伺服调速液压控制系统的软件设计。

变速恒频水轮机变流量工况下不稳定流动数值模拟

为了研究变流量条件下变速恒频水轮机正常运转时的涡流特性和水动力特性,基于STAR-CCM+软件进行了混流式变速恒频水轮机的水动力特性数值模拟,研究了定流量和正弦流量两种工况下导叶和转轮压力脉动特性和内部流动状态,对旋转速度改变引起的涡旋演化过程进行了可视化展示。结果表明:在低转速时,尾水管进口和转轮交界处存在随转速降低而聚合产生的大尺度涡,但在转速升高后其逐渐破碎、分离,最后消散;叶片靠近叶轮流道入口的吸力面上均存在涡流,尾水管中存在两个涡核中心,且位置随转速改变;无叶空间的压力脉动相对其余位置更剧烈,脉动幅值随着转速和流量的增大而增大。研究成果可为变速恒频水轮机的设计和工程应用提供依据和参考。

含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频动态特性研究

鉴于含定速与变速机组的抽水蓄能电站安全、稳定、高效联合运行是充分发挥变速机组技术优势的关键,基于数值仿真方法,开展含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频动态特性研究。首先建立含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频仿真模型,然后分析定速与变速机组单独运行一次调频动态特性,最后分析定速与变速机组联合运行一次调频动态特性。结果表明,相同的调速器和变频器参数下,变速机组频率阶跃减的幅值越大,动态响应时间越长、速度越快;频率阶跃增幅值越大,动态响应时间越短、速度越快;定速与变速机组联合运行可提高定速机组的出力和有功功率动态响应速度及变速机组的出力动态响应速度,但对变速机组的有功功率动态响应速度的影响较小。

混合直流供电微电网系统的直流自适应调频方法

在电网换相换流器(line commutated converter,LCC)–电压源型换流器(voltage source converter,VSC)混合直流供电的微网中,微电网受扰下不可避免地会产生频率波动,为使频率在不同扰动工况下均保持在规定范围内,在LCC-VSC供电微网系统中提出了可自适应扰动变化的直流调频方法。首先理论推导了扰动后将系统频率拉入规定范围内所需的临界下垂系数,并基于此提出了自适应扰动变化的变下垂系数一次调频方法,利用直流动作的快速性将受扰后系统频率迅速控制在规定范围内。其次,由于一次调频仍为有差调节,故进而提出变参考功率二次调频控制策略。最后在PSCAD/EMTDC平台上建立仿真模型,结果表明12.5%以内的负荷变化及10%以内的光照变化时,一次调频均可使频率偏差恢复到0.2 Hz以内,15%以内的负荷变化时二次调频可实现无差调节,验证了所提策略的有效性。

基于mRMR-GRU的变速恒频风电机组图像识别算法

为了精准识别变速恒频风电机组的运行状态,提出基于mRMR-GRU的变速恒频风电机组图像识别算法。通过分析变速恒频风电机组机械动态结构,获取整体变速恒频风电机组运行的重要控制部分;基于物联网技术,集成智能终端传感设备在特定结构中采集变速恒频风电机组图像;分析风电机组特定结构,生成变速恒频风电机组原始图像;基于直方图均衡方法对变速恒频风电机组图像进行增强处理,输出高分辨率采集图像;基于mRMR算法,定义特征变量的互信息,获得最具代表性和相关性的特征子集;融合GRU单元与mRMR值生成mRMR-GRU算法,优化图像识别网络结构,输出的风机图像状态识别结果。实验结果表明:设计算法MAPE值为4.46,RMSE值为3.57,图像识别准确度最高值为0.98,能够有效调节图像的特征变量,有效识别变速恒频风电机组图像存在的异常情况,且具有明显的图像像素点均衡效果与图像增强识别效果。