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基于五电平空间矢量的并联三电平ANPC逆变器容错控制策略
1
作者 钟颖 李卫超 +2 位作者 马名中 周亮 晏明 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第1期29-35,共7页
为进一步提高并联三电平逆变器的可靠性,提出了一种基于五电平空间矢量调制的容错控制方法。根据不同位置的器件短路或者开路故障,对故障后能够输出的电平进行了统计分类,并在五电平矢量图中画出了可实现容错输出的区域。通过灵活选用... 为进一步提高并联三电平逆变器的可靠性,提出了一种基于五电平空间矢量调制的容错控制方法。根据不同位置的器件短路或者开路故障,对故障后能够输出的电平进行了统计分类,并在五电平矢量图中画出了可实现容错输出的区域。通过灵活选用冗余空间矢量,实现了单个和多个功率器件故障下的多模式容错运行。该方法无需增加功率器件和传感器,大大提高了并联三电平ANPC逆变器的输出性能和可靠性。仿真结果验证了所提出的容错控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 容错控制 多电平逆变器 冗余空间矢量 统一调制
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基于精确子域模型法的表贴式直线电机永磁体磁场解析 被引量：2
2
作者 邵鹏程 许金 +1 位作者 梁清心 张逸超 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期66-71,共6页
在永磁同步电机的设计工作中,磁场解析计算是一项十分重要的工作。为此,针对表贴式直线电机永磁体的磁场开展了解析建模工作。首先,将伪周期法与精确子域法相结合,求解出了在特定伪周期下的永磁体虚拟阵列的磁场分布解析式;其次,使伪周... 在永磁同步电机的设计工作中,磁场解析计算是一项十分重要的工作。为此,针对表贴式直线电机永磁体的磁场开展了解析建模工作。首先,将伪周期法与精确子域法相结合,求解出了在特定伪周期下的永磁体虚拟阵列的磁场分布解析式;其次,使伪周期趋近无穷,利用傅里叶级数与傅里叶变换之间的对应关系,求得单个永磁体的磁场分布解析式,并借助有限元方法仿真验证了其准确性;再次,利用永磁体的磁场分布解析式,推导了一类表贴式直线电机的永磁体阵列的磁场分布解析式,实现了对于表贴式直线电机磁场的精确刻画;最后,利用有限元方法仿真验证了准确性。 展开更多
关键词 精确子域模型法 伪周期法 傅里叶逆变换
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变速恒频风力发电系统风机转速非线性PID控制 被引量：74
3
作者 赵永祥 夏长亮 +2 位作者 宋战锋 王慧敏 陈炜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期133-138,共6页
针对变速风机非线性强、转动惯量大、转轴机械阻尼随转速变化的特点,提出了变速恒频风力发电系统风机转速非线性PID(nonlinear-PID,NLPID)控制策略,仿真研究表明,非线性PID控制响应快,超调小,受系统参数变化的影响较小,控制精度高,具有... 针对变速风机非线性强、转动惯量大、转轴机械阻尼随转速变化的特点,提出了变速恒频风力发电系统风机转速非线性PID(nonlinear-PID,NLPID)控制策略,仿真研究表明,非线性PID控制响应快,超调小,受系统参数变化的影响较小,控制精度高,具有一定的适应性和鲁棒性。此外,该文设计了基于模糊规则切换的模糊PID-PID双模变桨距控制器,在此基础上对变速恒频风力发电系统在全风速范围内的运行进行了数字仿真研究。在高于额定风速时,通过变桨距控制器调节桨距角,系统能较好地将功率限制在额定值附近;在低于额定风速时,通过模糊推理,系统能够在免测风速的情况下给出转速参考信号,实现最大风能捕获或恒转速运行。 展开更多
关键词 风力发电 最大风能捕获 变桨距 非线性PID控制器 模糊PID—PID双模控制
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兆瓦级变速恒频风力发电机组控制系统 被引量：106
4
作者 郭金东 赵栋利 +1 位作者 林资旭 许洪华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期1-6,共6页
基于定子磁链定向的双馈电机控制理论,采用双PWM变换器结构,完成了兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组的控制系统。其网侧变换器采用电压电流双闭环控制策略,转子侧变换器并网前采用转子电流开环控制策略,并网后采用有功、无功电流闭环解... 基于定子磁链定向的双馈电机控制理论,采用双PWM变换器结构,完成了兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组的控制系统。其网侧变换器采用电压电流双闭环控制策略,转子侧变换器并网前采用转子电流开环控制策略,并网后采用有功、无功电流闭环解耦控制策略。该系统完成了亚同步、超同步运行时的系统满载实验以及模拟风速变化情况时系统有功、无功功率解耦控制的实验。实验结果验证了控制系统的可行性。 展开更多
关键词 风力发电 变速恒频 兆瓦级 双馈感应电机
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一种具有中点平衡功能的三电平异步电机直接转矩控制方法 被引量：25
5
作者 林磊 邹云屏 +3 位作者 王展 金红元 邹旭东 钟和清 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期46-50,共5页
对三电平逆变器供电异步电机直接转矩控制(DTC)系统进行了研究。以固定合成矢量为基础,提出了一种三电平异步电机DTC控制方法,并使用基于三相输出电流方向及中点不平衡方向检测的中点平衡Bang-Bang控制方法来控制中点电位平衡。使用文中... 对三电平逆变器供电异步电机直接转矩控制(DTC)系统进行了研究。以固定合成矢量为基础,提出了一种三电平异步电机DTC控制方法,并使用基于三相输出电流方向及中点不平衡方向检测的中点平衡Bang-Bang控制方法来控制中点电位平衡。使用文中的DTC方法,可以抑制三电平直流侧中点不平衡,限制输出电压dv/dt,减小开关损耗,同时获得良好的电机调速特性。实验结果证明了该控制方法的可行性。 展开更多
关键词 异步电机 三电平逆变器 直接转矩控制 固定合成矢量 中点平衡 Bang—Bang控制
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交流励磁变速恒频风力发电机的运行控制及建模仿真 被引量：206
6
作者 刘其辉 贺益康 张建华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期43-50,共8页
探讨了交流励磁变速恒频风力发电系统的运行原理,分析了并网前、后双馈异步风力发电机的运行特点和控制目标,研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制和最大风能追踪控制。采用分开建模、分时仿真的思路,建立了包括并网控... 探讨了交流励磁变速恒频风力发电系统的运行原理,分析了并网前、后双馈异步风力发电机的运行特点和控制目标,研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制和最大风能追踪控制。采用分开建模、分时仿真的思路,建立了包括并网控制和风能追踪两大模块的交流励磁变速恒频风力发电仿真系统。两个模块包括不同的发电机模型和控制策略,通过分时工作和数据转移的方式完成并网前、后整个过程的系统仿真。完整的仿真研究验证了交流励磁变速恒频风力发电机建模及控制的正确性与有效性。 展开更多
关键词 交流励磁 变速恒频 定子磁链定向 矢量控制 建模仿真
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应用超级电容提高风电系统低电压穿越能力 被引量：44
7
作者 侯世英 房勇 +1 位作者 曾建兴 殷忠宁 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期26-31,共6页
针对使用背靠背全功率变流器的永磁直驱风电系统,提出应用由超级电容和双向DC/DC变换器组成的储能系统提高风电机组的低电压穿越能力。研究永磁直驱风电系统的结构和控制策略,以及基于超级电容的储能系统平衡系统功率的特点,建立永磁直... 针对使用背靠背全功率变流器的永磁直驱风电系统,提出应用由超级电容和双向DC/DC变换器组成的储能系统提高风电机组的低电压穿越能力。研究永磁直驱风电系统的结构和控制策略,以及基于超级电容的储能系统平衡系统功率的特点,建立永磁直驱风电系统和基于超级电容的储能系统的模型,并给出控制策略和主要仿真参数。仿真结果显示,储能系统在电网电压发生跌落时,迅速平衡了直流母线两侧的功率变化,使直流母线电压保持稳定,并将风电机组与电网故障相隔离,保证风电机组继续向电网传输能量,从而提高风电系统的低电压穿越能力。 展开更多
关键词 直驱风电系统 永磁同步发电机 全功率背靠背变换器 低电压穿越 超级电容
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基于自抗扰控制器的变速恒频风力发电并网控制 被引量：44
8
作者 付旺保 赵栋利 +1 位作者 潘磊 许洪华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期13-18,共6页
通过分析交流励磁变速恒频风力发电机组运行特点,将矢量控制技术与自抗扰控制器(ADRC)结合起来应用于双馈发电机空载并网控制上,得到了一种新型并网控制策略。该控制方案不需要精确电机参数就可以实现并网,控制器的设计也不需要建立精... 通过分析交流励磁变速恒频风力发电机组运行特点,将矢量控制技术与自抗扰控制器(ADRC)结合起来应用于双馈发电机空载并网控制上,得到了一种新型并网控制策略。该控制方案不需要精确电机参数就可以实现并网,控制器的设计也不需要建立精确的数学模型。自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动,通过前馈补偿的方法可将系统模型等效为确定性的积分串联型对象。控制系统包括两个采用ADRC的电流控制器和一个基于“微分检测”的电压控制器。仿真表明控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的鲁棒性,并网控制系统具有优良的动态性能。 展开更多
关键词 变速恒频 双馈电机 矢量控制 自抗扰控制器 并网
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变速恒频双馈风力发电运行综合控制策略 被引量：25
9
作者 吴国祥 黄建明 +2 位作者 陈国呈 蔚兰 俞俊杰 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期435-441,共7页
根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将矢量控制的电网电压定向技术应用在双馈电机的并网发电上,提出了一种基于电网电压定向的变速恒频双馈风力发电运行综合控制策略,实现了与定子磁链定向矢量控制相同的功能,且省去了定子磁链观... 根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将矢量控制的电网电压定向技术应用在双馈电机的并网发电上,提出了一种基于电网电压定向的变速恒频双馈风力发电运行综合控制策略,实现了与定子磁链定向矢量控制相同的功能,且省去了定子磁链观测器,简化了算法。建立了变速恒频风力发电柔性并网、稳态运行和电网波动情况下不脱网运行的控制模型,实现了宽范围变速条件下无冲击电流并网、输出功率的解耦控制和最大功率点跟踪。在变速恒频并网发电系统中,发电机与电网之间是一种柔性连接关系,仿真和实验结果证明了控制策略的正确性与有效性。 展开更多
关键词 变速恒频 电网电压定向 柔性并网 最大功率点跟踪 不脱网运行
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基于LQR方法的风电机组变桨距控制的动态建模与仿真分析 被引量：31
10
作者 张雷 李海东 +2 位作者 李建林 鄂春良 付勋波 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期781-785,共5页
为了获得更好的变桨距控制效果,将扰动校正LQR(Linear Quadratic Regulator)应用到风电机组变桨距控制中,该方法通过设计扰动状态观测器估计出作为扰动量的风速,在输入量中加入一个反馈量来消除风速产生的扰动影响,然后根据LQR控制理论... 为了获得更好的变桨距控制效果,将扰动校正LQR(Linear Quadratic Regulator)应用到风电机组变桨距控制中,该方法通过设计扰动状态观测器估计出作为扰动量的风速,在输入量中加入一个反馈量来消除风速产生的扰动影响,然后根据LQR控制理论,计算出状态反馈矩阵。建立了风电机组的动态模型,并根据动态模型在Mat- lab7.1/simulink环境下进行了仿真。仿真结果表明,基于扰动校正的LQR控制方法超调小,变桨距执行机构疲劳度小,具有良好的动态性能。该方法易于工程实现,适用于变桨距控制系统。 展开更多
关键词 变桨距控制 扰动校正方法 LQR 风电机组
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并网型交流励磁变速恒频风力发电系统控制研究 被引量：80
11
作者 刘其辉 贺益康 张建华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第23期109-114,共6页
并网型交流励磁变速恒频风力发电系统存在不同的运行区域,各运行区域对应的控制方式有所不同。文中讨论了并网型交流励磁变速恒频风力发电系统的运行区域,指出并网控制和功率解耦控制是发电机重要的控制模式。在讨论双馈异步发电机数学... 并网型交流励磁变速恒频风力发电系统存在不同的运行区域,各运行区域对应的控制方式有所不同。文中讨论了并网型交流励磁变速恒频风力发电系统的运行区域,指出并网控制和功率解耦控制是发电机重要的控制模式。在讨论双馈异步发电机数学模型的基础上,将磁场定向矢量控制技术应用于发电机控制,探讨了基于定子磁链定向矢量控制的并网型交流励磁变速恒频风力发电系统功率解耦控制策略和并网控制策略。构建了1台10kW的实验机组,对并网控制和功率解耦控制进行了完整的稳态、动态实验研究。实验结果表明,风力发电机控制性能优良,不但可在变速情况下可靠并网,而且并网后还能在变速恒频运行的基础上实现有功功率、无功功率的解耦控制。 展开更多
关键词 交流励磁 变速恒频 风力发电 磁场定向矢量控制 并网
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基于直流电动机的风力机特性模拟 被引量：73
12
作者 刘其辉 贺益康 赵仁德 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期134-139,共6页
为采用直流电动机模拟风力机特性以满足实验室风力发电研究的需要,分析了风力机和直流电动机的运行原理,探讨了各自的功率及转矩特性,对比研究了两者运行特性的异同。制定了实现简单、特性优良的转矩模拟方案,它通过控制直流电动机电枢... 为采用直流电动机模拟风力机特性以满足实验室风力发电研究的需要,分析了风力机和直流电动机的运行原理,探讨了各自的功率及转矩特性,对比研究了两者运行特性的异同。制定了实现简单、特性优良的转矩模拟方案,它通过控制直流电动机电枢绕组电流来实现风力机转矩特性的模拟。建立了由PC机、数据采集卡和晶闸管调速器构成的风力机模拟硬件平台,开发了风力机模拟监控软件,在此基础上组成了完整的风力机特性模拟系统。对风速变化及机组转速变化两种典型运行条件下的风力机运行特性进行了模拟实验,模拟结果与理论数据达到了高度的吻合。基于转矩模拟算法的风力机特性模拟方案,可方便地应用于实验室条件下风力发电技术的研究。 展开更多
关键词 风力机 直流电动机 模拟 特性 风力发电
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无速度传感器控制永磁直驱风电变流器的研制 被引量：17
13
作者 胡书举 王剑飞 +2 位作者 赵栋利 李建林 许洪华 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期67-72,共6页
常规数字式编码器在风力发电中的应用存在容易受干扰等问题。在分析直驱型变速恒频风电系统背靠背变流器工作原理的基础上,采用锁相环无速度传感器控制策略对永磁同步发电机的速度和相位进行观测,对其工作原理和实现方法进行了分析。建... 常规数字式编码器在风力发电中的应用存在容易受干扰等问题。在分析直驱型变速恒频风电系统背靠背变流器工作原理的基础上,采用锁相环无速度传感器控制策略对永磁同步发电机的速度和相位进行观测,对其工作原理和实现方法进行了分析。建立了永磁直驱风电系统仿真模型和实验样机,并对所提控制策略进行了仿真和实验验证。仿真与实验结果表明,锁相环无速度传感器控制能够准确获取电机转速与角度信息,响应速度快、电流控制效果好,具有较好的稳态与动态性能,经过进一步优化,特别是提高低速段性能后,可以在直驱风电系统中替代常规编码器实现对永磁同步发电机的控制。 展开更多
关键词 永磁同步发电机 直驱风电系统 无速度传感器控制 背靠背变流器 锁相环
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变桨距型双馈风电机组并网控制及建模仿真 被引量：34
14
作者 徐大平 肖运启 +1 位作者 秦涛 吕跃刚 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期100-105,共6页
变桨距型双馈风电机组在并网过程中,转子励磁控制虽然具有良好的定子电压调节效果,但是对转子转速缺乏控制。针对该问题提出了结合变桨距系统调整转子转速,共同完成并网的方案。由于双馈发电机并网前后的控制策略不同,分析了控制系统间... 变桨距型双馈风电机组在并网过程中,转子励磁控制虽然具有良好的定子电压调节效果,但是对转子转速缺乏控制。针对该问题提出了结合变桨距系统调整转子转速,共同完成并网的方案。由于双馈发电机并网前后的控制策略不同,分析了控制系统间无扰切换的方法。采用分开建模、分时仿真的思路建立了风电机组模型,实现了风机并网全过程仿真,研究结果证明了本文所提方案的有效性。 展开更多
关键词 风力发电 双馈电机 变桨距控制 并网控制
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适合于变速恒频双馈感应发电机的Crowbar对比分析 被引量：49
15
作者 李建林 赵栋利 +1 位作者 李亚西 许洪华 《可再生能源》 CAS 2006年第5期57-60,共4页
电网运行新规则要求变速恒频双馈感应发电机在电网电压跌落的情况下仍与电网相连接,为做到这一点需要安装低压旁路系统。综合分析了低压带来的负面影响以及低压旁路的具体实现方法;对比了多种Crowbar电路各自的优缺点;最后介绍了变速恒... 电网运行新规则要求变速恒频双馈感应发电机在电网电压跌落的情况下仍与电网相连接,为做到这一点需要安装低压旁路系统。综合分析了低压带来的负面影响以及低压旁路的具体实现方法;对比了多种Crowbar电路各自的优缺点;最后介绍了变速恒频双馈发电机相关保护控制策略和新型旁路系统。 展开更多
关键词 变速恒频 双馈感应发电机 电压跌落 低压旁路 CROWBAR电路
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基于固定合成矢量的三电平异步电机直接转矩控制 被引量：12
16
作者 林磊 邹云屏 +4 位作者 钟和清 邹旭东 张杰 张允 黄朝霞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第27期120-125,共6页
针对传统的具有中点电位平衡功能的三电平固定合成矢量异步电机直接转矩控制(direct torque control,DTC)方法会引起较大的定子磁链和转矩纹波的缺点,该文改进固定合成矢量的合成方式,提出了适用于高性能三电平异步DTC系统的"24矢... 针对传统的具有中点电位平衡功能的三电平固定合成矢量异步电机直接转矩控制(direct torque control,DTC)方法会引起较大的定子磁链和转矩纹波的缺点,该文改进固定合成矢量的合成方式,提出了适用于高性能三电平异步DTC系统的"24矢量"法和"24矢量+变调制比"法。从磁链、转矩控制性能的角度出发,分析了其对电机性能的改善。这两种方法物理概念清晰,结构简单,易于实现,同时还保留了传统固定合成矢量方法的优点。实验结果证明了控制方法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 异步电机 三电平逆变器 直接转矩控制 固定合成矢量 定子磁链纹波 转矩纹波
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交流励磁变速恒频风力发电系统的运行与控制 被引量：53
17
作者 刘其辉 贺益康 赵仁德 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期129-136,共8页
合理的励磁控制是确保变速恒频风力发电机可靠、高效运行的关键。分析了旋转坐标系下双馈型异步发电机(DFIG)的数学模型,采用定子磁链定向方式推导了DFIG矢量控制策略,并通过DFIG功率控制实现最大风能追踪。采用双PWM变换器作为DFIG的... 合理的励磁控制是确保变速恒频风力发电机可靠、高效运行的关键。分析了旋转坐标系下双馈型异步发电机(DFIG)的数学模型,采用定子磁链定向方式推导了DFIG矢量控制策略,并通过DFIG功率控制实现最大风能追踪。采用双PWM变换器作为DFIG的励磁电源,其中网侧变换器通过电网电压定向矢量控制实现交流侧功率因数和直流母线电压控制。在10kW机组上进行了包括发电机稳、动态变速恒频运行,最大风能追踪以及网侧变换器控制等内容的实验研究,实现了DFIG功率解耦、最大风能追踪以及相应的变换器工作状态的切换,验证了控制策略的正确性。 展开更多
关键词 交流励磁 变速恒频 风力发电 矢量控制 双PWM变换器
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交流励磁变速恒频双馈型异步发电机的稳态功率关系 被引量：52
18
作者 刘其辉 贺益康 张建华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期39-44,62,共7页
在交流励磁变速恒频发电应用中,双馈型异步发电机(DFIG)的控制对象是定子有功、无功功率,控制变量是转子电压、电流。采用DFIG等效电路,推导基于DFIG控制对象的转子电压、电流计算方法,将转子电压、电流分解为励磁分量、有功分量及无功... 在交流励磁变速恒频发电应用中,双馈型异步发电机(DFIG)的控制对象是定子有功、无功功率,控制变量是转子电压、电流。采用DFIG等效电路,推导基于DFIG控制对象的转子电压、电流计算方法,将转子电压、电流分解为励磁分量、有功分量及无功分量,揭示了DFIG控制对象与控制变量之间的内在联系;研究定、转子的有功、无功功率关系,重点对不同运行条件下DFIG无功功率特性进行探讨,分析DFIG转子无功功率和定子无功功率以及转差之间的关系。 展开更多
关键词 双馈型异步发电机 交流励磁 变速恒频 稳态 功率关系
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双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略 被引量：61
19
作者 吴国祥 马炜 +1 位作者 陈国呈 俞俊杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期169-175,共7页
传统的风力发电并网方式主要有直接并网和降压并网,在并网瞬间会产生很大的冲击电流。根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将矢量控制的电网电压定向技术应用于双馈发电机的并网发电上,提出一种基于电网电压定向的双馈变速恒频风... 传统的风力发电并网方式主要有直接并网和降压并网,在并网瞬间会产生很大的冲击电流。根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将矢量控制的电网电压定向技术应用于双馈发电机的并网发电上,提出一种基于电网电压定向的双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略,即在定子开路条件下,根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流,在变速条件下实现几乎无冲击电流并网和输出有功、无功功率的解耦控制,建立了交流励磁发电机空载并网及稳态运行控制模型。仿真和实验结果表明,本文所提出的空载并网方式是变速恒频风力发电的一种较理想的并网方式。 展开更多
关键词 变速恒频 空载并网 解耦 电网电压定向
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交流励磁双馈电机分段并网控制策略 被引量：34
20
作者 郎永强 徐殿国 +1 位作者 Hadianmrei S.R 马洪飞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第19期133-138,共6页
针对交流励磁双馈电机转子位置初始误差提出了一种补偿控制器。根据电网电压矢量控制时双馈电机数学模型,推导了定子开路稳态时转子电流与定子电压的关系,并基于此构建了转子位置初始误差的补偿控制器。对所提出的初始误差补偿原理进行... 针对交流励磁双馈电机转子位置初始误差提出了一种补偿控制器。根据电网电压矢量控制时双馈电机数学模型,推导了定子开路稳态时转子电流与定子电压的关系,并基于此构建了转子位置初始误差的补偿控制器。对所提出的初始误差补偿原理进行了分析。另外,将该补偿控制器应用到风力发电系统实际并网控制过程,提出一种交流励磁双馈电机分段并网控制策略。设计了控制器,并在所搭建的变速恒频风力发电实验平台上作了相应的实验,结果证明了补偿控制器分段并网控制的有效性。 展开更多
关键词 变速恒频 风力发电 双馈电机 矢量控制 补偿控制
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