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基于定子电流法的绕线转子无刷双馈发电机偏心故障研究
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作者 阚超豪 张恒 +2 位作者 方裕超 蒋涛 程源 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3260-3268,I0027,共10页
绕线转子无刷双馈电机在船舶轴带发电以及风力发电等领域中具有良好的应用前景。转子偏心是一种常见的机械故障,威胁着现代化工业体系的稳定运转,因此实现其状态检测和故障诊断非常关键。由于无刷双馈电机具有特殊的定、转子绕组结构以... 绕线转子无刷双馈电机在船舶轴带发电以及风力发电等领域中具有良好的应用前景。转子偏心是一种常见的机械故障,威胁着现代化工业体系的稳定运转,因此实现其状态检测和故障诊断非常关键。由于无刷双馈电机具有特殊的定、转子绕组结构以及复杂的气隙磁场,因此传统的故障检测方法无法直接用于该类电机。该文通过定子电流法提取了功率绕组电流的特征频率分量作为故障指标,实现对静偏心、动偏心以及混合偏心的无创诊断。建立故障电机的时步有限元模型,并通过详细的故障机理分析,得出不同类型的偏心故障可能导致的特征频率信号。最后,以一台2/4对极无刷双馈电机为例,并通过有限元仿真、样机试验验证解析法的结论,为绕线转子无刷双馈电机偏心故障的精准检测提供了理论依据。 展开更多
关键词 无刷双馈发电机 转子偏心 时步有限元法 频谱分析 故障诊断
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基于SSO多扰动输入机理分析的DFIG-GSC功率振荡抑制策略研究
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作者 孙东阳 钱梓杰 +3 位作者 申文强 孟繁易 于德亮 吴晓刚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期99-109,共11页
电网次同步振荡(SSO)已成为桎梏新能源发展的主要问题之一,针对SSO下双馈感应发电机(DFIG)中网侧变流器(GSC)的功率振荡问题展开研究。首先,建立SSO对GSC的多扰动输入数学模型,探究不同扰动输入的性质以及其对GSC系统的影响,明确了针对... 电网次同步振荡(SSO)已成为桎梏新能源发展的主要问题之一,针对SSO下双馈感应发电机(DFIG)中网侧变流器(GSC)的功率振荡问题展开研究。首先,建立SSO对GSC的多扰动输入数学模型,探究不同扰动输入的性质以及其对GSC系统的影响,明确了针对物理量扰动以及信号扰动分别采用补偿与滤除两种不同的抑制方法。其次,针对锁相环(PLL)输出误差经过坐标变换产生耦合振荡的问题,建立PLL输出误差角度的频域数学模型,并通过设计一种改进PLL消除其输出误差对GSC的信号扰动影响。同时,设计一种准谐振控制器的自适应算法,并提出基于自适应准谐振控制器的DFIG-GSC功率振荡抑制策略,消除SSO对GSC的物理扰动影响;最后,通过搭建具有SSO模拟环境的DFIG实验平台,验证本文所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 双馈感应发电机 网侧变流器 锁相环 次同步振荡 振荡频率变化 自适应准谐振控制器
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基于Kriging代理模型的无刷双馈发电机转子优化设计
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作者 于思洋 田培均 +1 位作者 王皓 张凤阁 《微电机》 2024年第3期47-51,64,共6页
无刷双馈发电机由于其自身没有电刷、滑环等结构特点,因此被认为是最有希望成为风力发电系统的主流发电机之一。无刷双馈发电机是依靠转子的磁场调制机理实现机电能量转换,其转子的耦合能力是影响电机性能的重要因素。因此本文提出了一... 无刷双馈发电机由于其自身没有电刷、滑环等结构特点,因此被认为是最有希望成为风力发电系统的主流发电机之一。无刷双馈发电机是依靠转子的磁场调制机理实现机电能量转换,其转子的耦合能力是影响电机性能的重要因素。因此本文提出了一种串联笼条辅助磁障转子的新型转子结构,分析了该种转子不同结构参数对电机性能的影响,并提出一种基于Kriging代理模型的多目标差分进化算法的无刷双馈发电机转子优化设计方法。首先建立该种新型转子的参数化模型,通过Kriging代理模型建立优化变量与优化目标之间的响应关系,再利用多目标差分进化算法找到最优的变量组合,最后通过有限元仿真对电机的性能进行分析。 展开更多
关键词 无刷双馈发电机 笼障转子 KRIGING模型 多目标优化 差分进化算法
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计及风电PSS与PLL耦合对功角振荡影响的DFIG控制参数协调优化
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作者 李生虎 齐楠 夏伟健 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1571-1582,I0035,共13页
双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)装设电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS),有助于抑制同步发电机间功角振荡,但抑制效果受DFIG锁相环(phase-locked loop,PLL)跟踪误差影响。考虑PSS与PLL耦合特性对功角... 双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)装设电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS),有助于抑制同步发电机间功角振荡,但抑制效果受DFIG锁相环(phase-locked loop,PLL)跟踪误差影响。考虑PSS与PLL耦合特性对功角振荡的影响,提出改善振荡抑制效果的DFIG控制参数协调优化算法。首先基于DFIG有功控制的分解等效结构绘制DFIG-PSS与锁相误差的耦合路径,提出耦合特性解析表达。然后建立耦合解析表达对控制参数的轨迹灵敏度向量,以向量2-范数之比定义耦合强度,量化耦合特性对功角振荡的影响程度。最后基于耦合强度指标,提出带有PLL参数动态不等式约束的多步优化模型,以协调DFIG控制参数取值,提高并网系统对功角振荡的抑制效果。仿真结果证实了耦合特性对功角振荡的影响,验证了所提协调优化算法的有效性。 展开更多
关键词 功角振荡 双馈感应发电机 电力系统稳定器 锁相环 耦合特性 多步协调优化
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双定子无刷双馈风力发电机无速度传感器反步法直接功率控制
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作者 朱连成 肖阳 +2 位作者 苏晓英 金石 陈晓红 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期206-213,共8页
针对双定子无刷双馈发电机,将内外功率绕组及内外控制绕组分别同相串联以保证电磁一致性。基于Lyapunov和Popov稳定性理论,采用反步法和模型参考自适应系统设计一种无速度传感器的反步法直接功率控制策略,利用空间矢量脉宽调制(SVPMW)... 针对双定子无刷双馈发电机,将内外功率绕组及内外控制绕组分别同相串联以保证电磁一致性。基于Lyapunov和Popov稳定性理论,采用反步法和模型参考自适应系统设计一种无速度传感器的反步法直接功率控制策略,利用空间矢量脉宽调制(SVPMW)以固定开关频率驱动控制绕组机侧变流器IGBT,以减小功率绕组功率波动及电流总谐波畸变率。通过12/8极50 kW样机控制系统的特性仿真研究,结果表明:所提控制策略在亚同步~超同步的速度变化范围内,可实现变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率及单位功率因数控制,电流总谐波畸变率约为2%。 展开更多
关键词 风电机组 双定子无刷双馈发电机 直接功率控制 反步法 最大功率跟踪 模型参考自适应系统
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基于直接磁链跟踪控制的无刷双馈电机无Crowbar对称低电压穿越方法
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作者 樊慧彬 王淑红 +4 位作者 李佳彬 曹建文 许连丙 姜铭 张爱玲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期766-775,I0028,共11页
低电压穿越(low-voltage ride through,LVRT)能力是并网型风电机组重要的性能指标之一。该文提出一种基于直接磁链跟踪控制的无刷双馈感应发电机(brushlessdoubly fed induction generator,BDFIG)无Crowbar对称低电压穿越方法。该方法... 低电压穿越(low-voltage ride through,LVRT)能力是并网型风电机组重要的性能指标之一。该文提出一种基于直接磁链跟踪控制的无刷双馈感应发电机(brushlessdoubly fed induction generator,BDFIG)无Crowbar对称低电压穿越方法。该方法基于开关表,通过直接选定电压空间矢量来控制无刷双馈电机控制绕组(control winding,CW)磁链的幅值和相位,以迅速抑制低电压穿越期间控制绕组的感应过电压和由此导致的过电流,同时快速向电网注入动态无功电流以支撑电压恢复。该方法无需坐标变换、系统结构简单、磁链动态响应迅速。样机实验结果表明,低电压穿越过程中,有功恢复及无功功率动态响应满足国标相关要求,且控制绕组电流得到有效抑制,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 无刷双馈电机 直接磁链跟踪控制 低电压穿越 磁链幅值优先 开关表
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开绕组无刷双馈风力发电机直接功率控制容错策略
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作者 朱连成 肖阳 +1 位作者 金石 陈晓红 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期73-78,87,共7页
针对无刷双馈发电机提出了一种控制绕组采用开绕组拓扑(OW-BDFG)的馈电方案,将三相控制绕组两端打开分别连接变流器构成双两电平变流器(D-TLCs)馈电拓扑,对机侧变流器功率器件IGBT因故障切除后的容错控制策略进行深入分析,提出了功率偏... 针对无刷双馈发电机提出了一种控制绕组采用开绕组拓扑(OW-BDFG)的馈电方案,将三相控制绕组两端打开分别连接变流器构成双两电平变流器(D-TLCs)馈电拓扑,对机侧变流器功率器件IGBT因故障切除后的容错控制策略进行深入分析,提出了功率偏差比较直接功率控制(PEC-DPC)的D-TLCs电压空间矢量优化方案。对比分析了8/4极25kW样机的仿真及实验结果,表明:当机侧变流器1个或2个IGBT被切除后,所提OW-BDFG的PEC-DPC仍可实现变速恒频、最大功率点跟踪及单位功率因数控制,进一步提高了该发电机系统的可靠性和鲁棒性。 展开更多
关键词 无刷双馈发电机 开绕组 双两电平变流器 直接功率控制 容错控制 最大功率点跟踪
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不平衡电压下双笼转子无刷双馈发电机的多目标控制
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作者 曹政 程明 闫晓鸣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期293-303,I0024,共12页
该文以双笼转子无刷双馈感应发电机为主要研究对象。为了解决不平衡电网电压带来的功率绕组(power winding,PW)定子绕组功率脉动和电流不平衡的问题,设计了简化矢量控制策略,对PW侧谐波功率和负序电流进行抑制。此外,通过建立控制绕组(c... 该文以双笼转子无刷双馈感应发电机为主要研究对象。为了解决不平衡电网电压带来的功率绕组(power winding,PW)定子绕组功率脉动和电流不平衡的问题,设计了简化矢量控制策略,对PW侧谐波功率和负序电流进行抑制。此外,通过建立控制绕组(control winding,CW)电流统一表达式,对各个控制目标之间的关系进行了数学推导和理论分析。在此基础上,建立了PW电流不平衡度约束条件下,针对PW有功功率脉动幅值和无功功率脉动幅值的多目标控制数学模型。并采用粒子群算法进行求解,对CW统一电流表达式中的系数进行优化,计算CW参考电流值从而实现多目标控制。最后在双笼转子无刷双馈感应发电机实验平台上,对所提出的控制策略的有效性和理论推导的正确性进行了验证。 展开更多
关键词 双笼转子无刷双馈感应发电机 不平衡电网电压 简化矢量控制策略 多目标模型 粒子群算法
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新型双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制
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作者 朱连成 肖阳 +2 位作者 苏晓英 金石 陈晓红 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期9-17,共9页
新型双定子无刷双馈发电机包括内外功率绕组和内外控制绕组,二者分别通过中间带隔磁环的背靠背笼障转子进行磁场耦合。针对该新型双定子无刷双馈风力发电机提出一种直接功率控制方法,内外功率绕组及内外控制绕组分别串联以保持各自同相... 新型双定子无刷双馈发电机包括内外功率绕组和内外控制绕组,二者分别通过中间带隔磁环的背靠背笼障转子进行磁场耦合。针对该新型双定子无刷双馈风力发电机提出一种直接功率控制方法,内外功率绕组及内外控制绕组分别串联以保持各自同相绕组的电磁一致性,将功率绕组有功和无功功率滞环比较器输出值及控制绕组磁链扇区号综合,采用查找表得到控制绕组机侧变流器所需输出的电压空间矢量。通过定量对比研究12/8极50 kW样机控制系统阶跃信号作用下的特性仿真与实验结果,验证了所提双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制在亚同步~超同步速度变化范围内变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率与单位功率因数控制等方面的正确性、可行性和有效性。 展开更多
关键词 无刷双馈发电机 双定子 背靠背笼障转子 直接功率控制 最大功率跟踪 单位功率因数控制
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基于锁相同步的双馈风机暂态稳定方法研究
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作者 李晓 王丽馨 《电气应用》 2024年第3期62-68,共7页
随着大量双馈风电机组(DFIG)并入电网,电力系统在扰动下更容易出现暂态同步失稳问题。目前双馈风机大多采用锁相环(PLL)实现与电网的同步,但是这种同步方式接入电网会出现不稳定问题,当锁相环不能同步时,会引起并网侧甚至整个系统电压... 随着大量双馈风电机组(DFIG)并入电网,电力系统在扰动下更容易出现暂态同步失稳问题。目前双馈风机大多采用锁相环(PLL)实现与电网的同步,但是这种同步方式接入电网会出现不稳定问题,当锁相环不能同步时,会引起并网侧甚至整个系统电压暂态失稳。将若干双馈风机并入IEEE 10机39节点系统,双馈风电机组的同步稳定性与锁相环动态特性紧密相关,通过利用同步相量测量装置(Phasor MeasurementUnit,PMU)采集母线电压,利用最大李雅普诺夫指数法分析了电力系统的暂态电压稳定性,验证了其有效性。 展开更多
关键词 双馈风机 锁相环 暂态稳定 最大李雅普诺夫指数
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基于阻抗分析的无刷双馈独立发电系统控制参数设计方法
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作者 苏婧媛 杜程茂 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期1-9,共9页
无刷双馈电机由于其高可靠性在独立发电应用中优势显著,然而特殊的电机结构亦导致控制参数设计更复杂。针对常用闭环函数法即使辅以强大的计算机软件,其分析结果仍含有大量干扰信息,不便于判定系统稳定情况的问题,本文充分借鉴双馈并网... 无刷双馈电机由于其高可靠性在独立发电应用中优势显著,然而特殊的电机结构亦导致控制参数设计更复杂。针对常用闭环函数法即使辅以强大的计算机软件,其分析结果仍含有大量干扰信息,不便于判定系统稳定情况的问题,本文充分借鉴双馈并网系统的阻抗分析思路,提出一种无刷双馈独立发电系统的控制参数设计方法。通过分别建立机侧、荷侧阻抗模型,避免信息过度集中而增加建模复杂程度,进而以工况变化下系统稳定为核心指标,基于广义奈奎斯特稳定判据对关键电流环参数进行设计。由于反映系统稳定情况的奈奎斯特曲线与(-1, j0)相对关系不受阻抗模型复杂程度影响,本文所提控制参数设计方法无需人工简化干预,可充分发挥计算机软件的智能优势。最后,在次/超同步满载等典型工况下,基于无刷双馈独立发电仿真及实验系统验证了所得控制参数的有效性,可保证工况改变时系统稳定发电并维持较好性能。 展开更多
关键词 独立发电 无刷双馈电机 小信号模型 阻抗分析 控制参数
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绕线转子无刷双馈发电机的计算机辅助设计系统
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作者 毛勇 夏云清 颜睿 《微电机》 2024年第1期53-56,共4页
本文为了准确且快速分析计算无刷双馈发电机的稳态性能,基于传统三相电机的电磁设计程序和无刷双馈电机的等效电路,开发了采用C语言软件的绕线式无刷双馈电机计算机辅助设计系统。此系统可以计算在不同转速和控制电压下的电机性能。通... 本文为了准确且快速分析计算无刷双馈发电机的稳态性能,基于传统三相电机的电磁设计程序和无刷双馈电机的等效电路,开发了采用C语言软件的绕线式无刷双馈电机计算机辅助设计系统。此系统可以计算在不同转速和控制电压下的电机性能。通过对实验数据和计算结果进行对比,证明了此设计系统计算结果的准确性,为绕线转子无刷双馈电机的计算机设计提供了高效便利方法。 展开更多
关键词 无刷双馈发电机 计算机辅助设计系统 等效电路 稳态性能
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双馈风电机组双模并网控制策略
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作者 廖敦华 李炳璋 +1 位作者 贺西 戴茜茜 《控制与信息技术》 2024年第2期49-56,共8页
当前,我国陆上风电场大多采用双馈机组,虽然其变流器容量小、成本低,但是通常只能在±30%的转差率范围内运行,在低转速下无法正常并网。为了提高低转速工况下双馈风电机组的发电量,文章提出一种双模并网控制方案。其建立了双馈电机... 当前,我国陆上风电场大多采用双馈机组,虽然其变流器容量小、成本低,但是通常只能在±30%的转差率范围内运行,在低转速下无法正常并网。为了提高低转速工况下双馈风电机组的发电量,文章提出一种双模并网控制方案。其建立了双馈电机定子短接的异步数学模型,以确定最终短接电阻的取值范围;提出了双模柔性切换策略,即在转速较低时机组以异步模式运行,转速升高后机组以常规的双馈模式运行,从而实现低转速也能发电运行。仿真结果表明,低转速下,异步模式相较双馈模式,转子电流畸变率最大可降低55%,功率控制精度也更高(功率波动幅值可控制在3 kW以内);且采用柔性切换策略后,暂态冲击电流减小36%以上,仅150 ms就可达到新稳态,验证了风电机组双模并网控制策略的有效性和可行性。 展开更多
关键词 风电机组 双馈异步电机 定子短接 双模并网 柔性切换 低转速
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Robust direct power control based on the Lyapunov theory of a grid-connected brushless doubly fed induction generator 被引量:1
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作者 M. Abdelbasset MAHBOUB Said DRID +1 位作者 M. A. SID Ridha CHEIKH 《Frontiers in Energy》 SCIE CSCD 2016年第3期298-307,共10页
This paper deals with robust direct power control of a grid-connected bmshless doubly-fed induction generator(BDFIG). Using a nonlinear feedback lineariza- tion strategy, an attempt is made to improve the desired pe... This paper deals with robust direct power control of a grid-connected bmshless doubly-fed induction generator(BDFIG). Using a nonlinear feedback lineariza- tion strategy, an attempt is made to improve the desired performances by controlling the generated stator active and reactive power in a linear and decoupled manner. There- fore, to achieve this objective, the Lyapunov approach is used associated with a sliding mode control to guarantee the global asymptotical stability. Thus, an optimal operation of the BDFIG in sub-synchronous operation is obtained as well as the stator power flows with the possibility of keeping stator power factor at a unity. The proposed method is tested with the Matlab/Simulink software. Simulation results illustrate the performances and the feasibility of the designed control. 展开更多
关键词 brushless doubly fed induction generator(BDFIG) vector control Lyapunov theory power factor unity active and reactive power
原文传递
Simulation of grid tracking control of power system connection and maximum power brushless doubly-fed generator in point wind 被引量:1
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作者 Hicham SERHOUD Djilani BENATTOUS 《Frontiers in Energy》 SCIE CSCD 2013年第3期380-387,共8页
关键词 双馈发电机 跟踪控制 瞬态模拟 最大功率 电力系统 连接 电网 Simulink
原文传递
基于双馈风电场的三相短路电流计算及保护方法 被引量:2
16
作者 高淑萍 蔚坤 宋国兵 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期32-39,共8页
新能源发电技术在电力系统中逐渐占据越来越大的比重。为了实现电力系统安全运行的稳定性,需要了解系统故障的影响,根据双馈风力发电机的撬棒动作情况以及相关暂态特性完成短路电流计算。通过建立双馈风力发电机模型,并根据双馈风力发... 新能源发电技术在电力系统中逐渐占据越来越大的比重。为了实现电力系统安全运行的稳定性,需要了解系统故障的影响,根据双馈风力发电机的撬棒动作情况以及相关暂态特性完成短路电流计算。通过建立双馈风力发电机模型,并根据双馈风力发电机在三相短路故障期间投入的撬棒保护,对风机内在机理的动态变化进行分析,精确计算定转子磁链在故障期间的变化情况,从而得到撬棒动作时的新三相短路电流计算方法。最后通过PSCAD/EMTDC进行仿真验证,并利用Matlab检验计算方法的精确度。同时根据风场的低电压穿越能力与电流保护装置的特性,提出一种针对双馈风电场的低电压穿越保护方案。该方案根据低电压穿越能力的电压变化要求以及短路电流的大小协作完成对线路的保护,以便清除故障后风场电压可以及时恢复并且保持并网运行,且在一定程度上可应对低电压穿越能力的延时问题。 展开更多
关键词 双馈风力发电机 短路电流 三相短路 撬棒保护 低电压穿越
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考虑同步机制的双馈风电系统小扰动建模与稳定性分析
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作者 韩平平 汪宗强 +3 位作者 南国君 谢毓广 李金中 张征凯 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期47-54,共8页
对比分析了锁相环同步机制和虚拟同步发电机同步机制下的双馈风电系统小扰动稳定性及动态特性.针对2种同步机制下的双馈风电系统,基于数学方程分别得出相应的小扰动模型,进而利用特征值分析法对系统小扰动稳定性进行研究.在StarSim硬件... 对比分析了锁相环同步机制和虚拟同步发电机同步机制下的双馈风电系统小扰动稳定性及动态特性.针对2种同步机制下的双馈风电系统,基于数学方程分别得出相应的小扰动模型,进而利用特征值分析法对系统小扰动稳定性进行研究.在StarSim硬件在环(StarSim-HIL)半实物仿真平台上搭建相关模型,通过仿真对2种同步机制下的双馈风电系统有功支撑等动态特性及小扰动稳定性进行了分析与验证.对2种同步机制的适用性进行总结,指出锁相环型控制虽然动态特性好、响应速度快,但是在弱电网下的小扰动稳定性及有功支撑等方面,虚拟同步发电机控制更有优势. 展开更多
关键词 双馈风电系统 锁相环 虚拟同步发电机 特征值 动态特性 半实物仿真
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基于Elman神经网络控制的无刷双馈电机最大功率点追踪研究 被引量:1
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作者 周展 刘万太 +3 位作者 吕雨农 杜协和 邓鹏 刘毅 《大电机技术》 2023年第4期35-39,共5页
本文以风力发电系统无刷双馈感应电机的最大风能追踪控制为主要研究内容,提出了基于Elman神经网络的最大功率点算法,重点描述了该方法的原理与控制方式,并设计了Elman神经网络的控制器,通过调节桨距角来对无刷双馈电机转矩进行控制,从... 本文以风力发电系统无刷双馈感应电机的最大风能追踪控制为主要研究内容,提出了基于Elman神经网络的最大功率点算法,重点描述了该方法的原理与控制方式,并设计了Elman神经网络的控制器,通过调节桨距角来对无刷双馈电机转矩进行控制,从而实现最大功率点追踪,并具体阐述了神经网络控制的原理以及过程。最后,为了验证最大功率点追踪控制方法的准确性,使用MATLAB/Simulink软件搭建了风力发电系统及Elman神经网络控制器的模型,对5MW风力发电系统进行仿真研究并验证了控制效果。 展开更多
关键词 无刷双馈感应电机 ELMAN神经网络 最大功率点 转矩控制 风力发电 仿真建模
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基于EMPC的无刷双馈发电机直接功率控制 被引量:1
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作者 胡智宏 袁遇龙 +1 位作者 杨小亮 白家俊 《微特电机》 2023年第4期62-71,共10页
针对无刷双馈发电机模型复杂、耦合性强的问题,提出一种基于扩张状态观测器显式模型预测的直接功率控制策略。通过研究定子控制绕组侧电压与功率绕组侧有功功率和无功功率的关系,推导基于d-q旋转坐标系的直接功率控制状态方程,对功率实... 针对无刷双馈发电机模型复杂、耦合性强的问题,提出一种基于扩张状态观测器显式模型预测的直接功率控制策略。通过研究定子控制绕组侧电压与功率绕组侧有功功率和无功功率的关系,推导基于d-q旋转坐标系的直接功率控制状态方程,对功率实现解耦控制。针对模型预测控制在线计算的局限性和系统中存在的扰动因素,提出一种基于扩张状态观测器的显式模型预测控制。该控制策略通过扩张状态观测器对扰动项进行补偿,结合显式模型预测控制将模型预测控制中的优化问题移到“线下解决”,该控制策略提高了在线计算速度和精度,同时扩大了模型预测控制的应用范围。详细介绍了该控制策略的设计原理,并对30 kW低功率无刷双馈风力发电机的控制策略进行了仿真验证。结果表明,该控制方案性能良好,能够提高无刷双馈电机的抗扰动能力,特别是提高了转速和功率变化时的稳定性和鲁棒性。 展开更多
关键词 无刷双馈电机 模型预测控制 直接功率控制 扩张状态观测器 显式模型预测控制 功率绕组 控制绕组
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电网电压跌落下无刷双馈发电机低电压穿越控制
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作者 杨小亮 白家俊 +3 位作者 金楠 崔瑜月 王锐 袁遇龙 《电机与控制应用》 2023年第8期73-83,共11页
电网电压跌落的瞬间,风力发电机定子和转子产生冲击电压和冲击电流,对电网安全造成影响。为实现无刷双馈风力发电机低电压穿越,保证风电机组在电网电压跌落下不间断运行,对电网电压跌落下无刷双馈发电机定子电压和电流进行暂态分析,搭... 电网电压跌落的瞬间,风力发电机定子和转子产生冲击电压和冲击电流,对电网安全造成影响。为实现无刷双馈风力发电机低电压穿越,保证风电机组在电网电压跌落下不间断运行,对电网电压跌落下无刷双馈发电机定子电压和电流进行暂态分析,搭建了无刷双馈发电机在功率绕组静止坐标系下的数学模型,推导并分析了电网电压跌落瞬间其功率绕组磁链、控制绕组电压动态变化过程,并提出一种积分滑模直接功率控制与故障穿越控制相结合的控制策略,完成无刷双馈发电机低电压穿越控制。通过MATLAB/Simulink和半实物仿真试验平台进行验证,仿真和试验结果证明所推导功率绕组磁链和控制绕组电压动态变化过程的正确性及控制策略的有效性,该控制策略有效抑制了定子控制绕组侧电压和电流畸变,提高了无刷双馈发电机的低电压穿越性能。 展开更多
关键词 无刷双馈电机 电网电压跌落 低电压穿越 暂态过程分析 直接功率控制
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