基于双馈风机硬件联合控制的低穿策略

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作者 邓慧琼 王浩 《电气开关》 2025年第5期21-27,共7页

现如今新能源的渗透率逐年增大,新型电力系统面临着严峻的挑战。传统双馈风机的背靠背大多数采取的是矢量控制,在大比例新能源并网的情况下并不是最优解。而双馈风机的背靠背换流器应用虚拟同步发电机来模拟同步发电机的运行机制,虚拟... 现如今新能源的渗透率逐年增大,新型电力系统面临着严峻的挑战。传统双馈风机的背靠背大多数采取的是矢量控制,在大比例新能源并网的情况下并不是最优解。而双馈风机的背靠背换流器应用虚拟同步发电机来模拟同步发电机的运行机制,虚拟同步控制相对于传统的矢量控制有着更好的传统特性。但是虚拟同步控制的双馈风机在其低电压穿越的措施研究较少,在基于虚拟同步机控制下的双馈风机提出了一种基于硬件与控制的低穿策略。将改进虚拟电阻策略与定子侧串联动态制动电阻(Series Dynamic Braking Resistor,SDBR)电路用来限制故障期间的转子侧电流,静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)来提供故障期间由于限流策略而被抑制的无功功率。最后通过在PSCAD/EMTDC软件上进行仿真验证,数据结果表明了所提策略的有效性。 展开更多

关键词 虚拟同步机控制 虚拟电阻 低电压穿越 矢量控制 转子侧电流

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PI控制参数对双馈风电机组短路电流特性的影响分析 被引量：16

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作者 郑涛 魏旭辉 +5 位作者 李娟 李菁 王燕萍 杨国生 王增平 李霞 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期15-21,共7页

在机端电压跌落程度不深的情况下,双馈风电机组(DFIG)不投入撬棒,而是通过改变转子侧控制策略的方法抑制转子侧过电流,此时定子短路电流中会产生衰减暂态电流分量,而DFIG控制系统的PI参数是影响该衰减暂态电流分量的主要因素。以机端发... 在机端电压跌落程度不深的情况下,双馈风电机组(DFIG)不投入撬棒,而是通过改变转子侧控制策略的方法抑制转子侧过电流,此时定子短路电流中会产生衰减暂态电流分量,而DFIG控制系统的PI参数是影响该衰减暂态电流分量的主要因素。以机端发生对称故障的情况为例,针对机端电压跌落程度不深时撬棒保护未投入的情况,推导了DFIG短路电流的表达式,从理论上分析了PI参数对其短路电流特性的影响,并且辅以PSCAD仿真验证分析了在机端电压跌落轻微的情况下DFIG的短路电流特性。 展开更多

关键词 双馈风电机组 风电 对称故障 转子侧变频器 定子电流 短路电流 PI参数 仿真

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限制转子电流的双馈风电机组虚拟同步控制策略 被引量：3

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作者 霍现旭 陈培育 +4 位作者 徐科 丁一 吴莉萍 李秉昀 杨秦敏 《电机与控制应用》 2018年第9期83-88,96,共7页

随着新能源的大规模开发利用,其在能源结构中的占比不断提高。为了维持大电网的平稳运行,要求双馈风机等新能源机组参与电网调频。双馈风机的转子侧变流器存在容量限制,而调频过程中转子电流变化可能会超出此限。为应对这一问题,首先分... 随着新能源的大规模开发利用,其在能源结构中的占比不断提高。为了维持大电网的平稳运行,要求双馈风机等新能源机组参与电网调频。双馈风机的转子侧变流器存在容量限制,而调频过程中转子电流变化可能会超出此限。为应对这一问题,首先分析了双馈风力发电机的数学模型,并得出了额定转速下dq系的转子电流控制模型;然后使用误差转化函数与李雅普诺夫方法,设计了限制转子电流的控制器,并与常规的虚拟同步控制相结合,提出了一种改进的虚拟同步控制策略,可以兼顾风机调频的需求与调频动态过程中转子电流的限制。通过仿真验证了所提出控制器参与电网调频的能力以及对于转子电流的良好控制。 展开更多

关键词 双馈风机 转子侧变流器 虚拟同步控制 转子电流 保性能控制

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基于电流型PWM整流技术的转子变频调速系统 被引量：5

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作者 江友华 龚幼民 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期54-59,共6页

提出了一种基于电流型PWM整流技术的转子变频调速系统,不仅可以提高串级调速系统的功率因数,减少网侧谐波污染,相比于电压型内馈斩波串级调速系统,还可以省去中间直流回路的Boost斩波器,使得系统结构变得更加简单。文中首先介绍了转子... 提出了一种基于电流型PWM整流技术的转子变频调速系统,不仅可以提高串级调速系统的功率因数,减少网侧谐波污染,相比于电压型内馈斩波串级调速系统,还可以省去中间直流回路的Boost斩波器,使得系统结构变得更加简单。文中首先介绍了转子变频的主电路及工作原理,并指出其应用于风机、泵类负载进行调速所具有的优点。其次深入分析了转子变频的开关模式及其等效特性,然后给出了基于电流型PWM整流技术的转子变频调速系统的控制框图,最后通过仿真和实验验证了该方案的可行性。 展开更多

关键词 转子变频 电流型PWM整流器 开关模式 功率因数

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电网电压对称故障时双馈风电机组转子电压补偿控制策略 被引量：9

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作者 朱晓荣 刘世鹏 王毅 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3280-3288,共9页

为抑制电网电压跌落时双馈风力发电机(DFIG)的转子过电流,在分析了DFIG转子侧数学模型的基础上,提出一种转子电压补偿控制策略,即通过控制转子侧变换器(RSC)的输出电压,对转子反电动势(EMF)进行补偿。根据RSC的电压容量,分析了其完全补... 为抑制电网电压跌落时双馈风力发电机(DFIG)的转子过电流,在分析了DFIG转子侧数学模型的基础上,提出一种转子电压补偿控制策略,即通过控制转子侧变换器(RSC)的输出电压,对转子反电动势(EMF)进行补偿。根据RSC的电压容量,分析了其完全补偿范围,同时分析了补偿控制算法对定子磁链的影响。该补偿控制算法减慢了定子暂态磁链的衰减速度,但是可以有效控制转子暂态电流。RSC的完全补偿范围与转子转速以及电压跌落深度有关,当EMF幅值在RSC的完全补偿范围之内时,该控制策略可基本消除转子电流波动;当EMF幅值在RSC的完全补偿范围之外时,该控制策略可有效抑制转子电流冲击。仿真结果表明,当电网电压标幺值跌落至0.2时,采用转子电压补偿控制可将转子电流幅值削弱39%。因此,所提出的控制策略可以增强DFIG的低电压穿越能力。 展开更多

关键词 双馈风电机组 转子侧变换器 电网电压跌落 低电压穿越 转子电流 转子电压补偿 滑模控制

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不对称故障下双馈风力发电机转子变换器控制研究 被引量：2

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作者 宋平岗 喻冲 《大电机技术》 北大核心 2011年第5期55-59,共5页

由于双馈感应发电机(DFIG)的传统控制策略在电网电压不对称跌落下的控制性能较差,提出了一种基于抑制转子侧负序电流的控制策略,以提高DFIG在电网电压发生不对称跌落的控制性能。在不对称跌落下,该控制策略可对DFIG的转子电流的正、负... 由于双馈感应发电机(DFIG)的传统控制策略在电网电压不对称跌落下的控制性能较差,提出了一种基于抑制转子侧负序电流的控制策略,以提高DFIG在电网电压发生不对称跌落的控制性能。在不对称跌落下,该控制策略可对DFIG的转子电流的正、负序分量同时进行控制,使用MATLAB/Simulink建立仿真模型,仿真结果表明此控制策略可改善DFIG系统在电网电压不对称跌落下的运行性能。 展开更多

关键词 双馈感应发电机 转子侧变换器 不对称跌落 负序电流

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计及RSC控制的DFIG短路电流直流分量解析表达 被引量：2

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作者 李生虎 王鹏飞 +2 位作者 孙琪 吴东 黄杰杰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期131-136,共6页

现有文献针对计及转子变流器(RSC)控制的双馈感应风电机组(DFIG)定子短路电流解析表达,将定子磁链当作一阶直流衰减分量或忽略功率外环控制。基于DFIG电压、磁链和RSC控制方程,得到定子电流关于定子电压和定子功率的传递函数,提出定子... 现有文献针对计及转子变流器(RSC)控制的双馈感应风电机组(DFIG)定子短路电流解析表达,将定子磁链当作一阶直流衰减分量或忽略功率外环控制。基于DFIG电压、磁链和RSC控制方程,得到定子电流关于定子电压和定子功率的传递函数,提出定子电流的精确解析表达式。基于RSC内、外环PI参数关系,推导直流分量衰减时间常数和角频率关于PI参数的表达式。分析了RSC内外环PI参数对定子电流直流衰减分量的影响。仿真结果验证了解析表达式的准确性,为PI参数选取和保护装置测量、整定提供依据。 展开更多

关键词 风电 短路电流 传递函数 直流衰减分量 转子变流器 PI参数 解析表达

原文传递

考虑变流器暂态调控的双馈风电机组三相短路电流计算方法

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作者 马静 丁秀香 +2 位作者 林湘宁 黄天意 王增平 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期129-136,共8页

电网发生故障情况下,双馈风力发电机(DFIG)受电机电磁暂态和变流器调控的耦合影响,短路特性更为复杂。针对该问题,提出一种综合考虑网侧和转子侧变流器暂态调控下,双馈风力机组定转子短路电流的计算方法。首先,建立考虑转子侧变流器控制... 电网发生故障情况下,双馈风力发电机(DFIG)受电机电磁暂态和变流器调控的耦合影响,短路特性更为复杂。针对该问题,提出一种综合考虑网侧和转子侧变流器暂态调控下,双馈风力机组定转子短路电流的计算方法。首先,建立考虑转子侧变流器控制的DFIG故障等值网络,并推导该网络下定转子电流的解析式,在此基础上,计及直流母线电压波动情况,定量描述短路过程中网侧变流器双环暂态调控过程,据此揭示定子短路电流二倍频谐波分量的产生机理,并推导谐波分量的表达式,最终得到定转子全电流解析式。仿真结果验证了所提方法的正确性及可行性。 展开更多

关键词 双馈机组 风电 短路电流 转子侧变流器 网侧变流器 直流母线电压波动 二倍频谐波

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采用整流技术的变频供电感应电机转子断条故障诊断方法 被引量：17

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作者 王万丁 宋向金 +2 位作者 陈前 赵文祥 祝洪宇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期4074-4083,共10页

电机定子电流信号易受变频器电力电子开关器件和电磁干扰的影响,现有解调技术又存在计算量大的问题,为此,该文提出一种变频器供电侧电流与整流技术相结合的感应电机转子断条故障诊断方法。所提方法依据开关函数和调制理论,首先建立了变... 电机定子电流信号易受变频器电力电子开关器件和电磁干扰的影响,现有解调技术又存在计算量大的问题,为此,该文提出一种变频器供电侧电流与整流技术相结合的感应电机转子断条故障诊断方法。所提方法依据开关函数和调制理论,首先建立了变频器供电侧电流解析表达式。其次利用整流技术对变频器供电侧电流进行处理,将特征频率从传统的边带频率转化为转子断条故障特征频率,有效地抑制了电源基频频谱泄漏的影响,从而实现电机在轻载或空载运行工况下的转子断条故障诊断。最后采集变频供电感应电机不同负载运行工况下供电侧电流数据进行验证。实验数据分析表明,所提方法能够提取从空载到重载不同运行工况下的转子断条故障特征分量,有较高的稳定性,而且所需计算量少,容易实现。 展开更多

关键词 感应电机 故障诊断 转子断条 供电侧电流 整流技术

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适用于DFIG连接到直流微网的双变换器设计与实现 被引量：5

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作者 苗晓阳 李冰然 傅洪全 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期170-181,共12页

针对双馈感应式发电机DFIG(doubly-fed induction generator)-DC连接系统电流谐波严重、双VSI连接系统损耗大等问题,设计了1种将三相DFIG连接到直流微电网的新型双变换器连接系统。首先,详细阐述了双变换器连接系统的拓扑结构、脉宽调制... 针对双馈感应式发电机DFIG(doubly-fed induction generator)-DC连接系统电流谐波严重、双VSI连接系统损耗大等问题,设计了1种将三相DFIG连接到直流微电网的新型双变换器连接系统。首先,详细阐述了双变换器连接系统的拓扑结构、脉宽调制PWM(pulse-width modulation)测量和DFIG模型等工作原理。与传统连接系统不同,所提连接系统采用开放端绕组结构,在定子绕组的每一侧使用1个三桥臂整流器,这些桥臂通常由绝缘栅双极晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)组成,为了减少控制开关的数量和降低成本,采用二极管替代了1个整流器中的IGBT;然后,给出了新型拓扑结构下SSC和RSC的控制策略;接着,与DFIG-DC连接系统和双VSI连接系统在电流谐波畸变、转矩脉动和半导体损耗等方面进行了仿真比较,说明所提方法优越性;最后,针对0.56 kW DFIG进行实验验证,结果表明了所提方法在损耗、谐波以及转矩脉动的优势。 展开更多

关键词 双馈感应发电机 定子侧变换器 转子侧变换器 转矩脉动 电流谐波

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基于变流器网侧电流的双馈风力发电机转子绕组故障诊断 被引量：3

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作者 朱玲 王建锋 时维俊 《江苏电机工程》 2016年第3期76-79,83,共5页

双馈风力发电机转子绕组状态监测与故障诊断技术能够及时发现并诊断转子绕组故障,有效地降低风电场的运行和维护费用。首先根据双馈风力发电机的数学模型和转子绕组故障模拟方法在电力系统电磁暂态仿真软件(PSCAD)环境中建立转子绕组的... 双馈风力发电机转子绕组状态监测与故障诊断技术能够及时发现并诊断转子绕组故障,有效地降低风电场的运行和维护费用。首先根据双馈风力发电机的数学模型和转子绕组故障模拟方法在电力系统电磁暂态仿真软件(PSCAD)环境中建立转子绕组的故障模型,通过仿真分析出变流器网侧电流的故障特征频率;然后搭建双馈风力发电机的故障实验平台,并对不同运行状态和不同故障程度下的录波数据进行频谱分析,由此验证转子绕组故障时变流器网侧电流的特征频率,且当故障严重程度加剧时,故障特征频率的幅值会增大。 展开更多

关键词 双馈风力发电机 转子绕组故障 变流器网侧电流 实验平台

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基于四状态反馈的双馈风机转子侧变流器电流内环控制

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作者 周金根 徐习东 《能源工程》 2017年第4期30-37,共8页

建立了双馈风机的四阶暂态电流模型,设计了四状态反馈的控制方法,用解析法分析了四状态线性反馈对双馈风机闭环极点的影响,确定了使系统稳定的定子电流反馈系数取值范围。为了消除稳态误差,在四状态线性反馈的基础上,再加入积分环节,给... 建立了双馈风机的四阶暂态电流模型,设计了四状态反馈的控制方法,用解析法分析了四状态线性反馈对双馈风机闭环极点的影响,确定了使系统稳定的定子电流反馈系数取值范围。为了消除稳态误差,在四状态线性反馈的基础上,再加入积分环节,给出了四状态反馈电流内环的PI控制方程。提出的电流内环能够快速跟踪参考电流,且在定子侧电压跌落时,相比于传统矢量控制具有更好的暂态性能。最后,通过PSCAD/EMTDC建立了0.9MW双馈风机仿真系统,验证了提出的电流内环的电流跟踪效果以及电压跌落时相比于传统矢量控制具有更强的鲁棒性。 展开更多

关键词 双馈风机 电流内环 定子电流反馈 转子侧变流器

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电网不平衡条件下DFIG的无差拍预测电流控制策略 被引量：1

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作者 朱成成 王斌 石瑛琪 《西北工程技术学报》 2024年第4期379-384,共6页

传统矢量控制因其实现简单、稳定性好被用于双馈异步风力发电机(DFIG)的控制中。但是其参数整定过程过于依赖经验值,且在电网不平衡条件下受负序电流的影响,易引起发电机系统的转子过电流、过电压,及变换器直流侧母线电压波动大、电磁... 传统矢量控制因其实现简单、稳定性好被用于双馈异步风力发电机(DFIG)的控制中。但是其参数整定过程过于依赖经验值,且在电网不平衡条件下受负序电流的影响,易引起发电机系统的转子过电流、过电压,及变换器直流侧母线电压波动大、电磁转矩振荡等问题。针对传统矢量控制的这些不利因素,提出了无差拍预测电流控制策略,推导了DFIG转子侧变换器电流环采用无差拍预测电流控制的数学模型,系统可以在一个周期内得到最优的电压矢量。最后,在MATLAB/Simulink软件平台中验证了无差拍预测电流控制在电网不平衡条件下的有效性。 展开更多

关键词 双馈异步发电机 无差拍预测电流控制 传统矢量控制 转子侧变换器 电网电压不平衡跌落

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