收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双馈风力发电系统变流器控制的相关研究

战亮宇  
【摘要】:随着新能源产业的发展,双馈发电系统被广泛应用于大功率风力发电中。研究双馈型风力发电系统的工作原理及存在的问题对于新能源的利用有重要意义。 双馈电机定、转子与各自所连接的电源均有有功功率和无功功率的交换,其机电能量转换过程中功率关系复杂。本文对转子电路频率符号的问题和无功功率特性进行了研究,指出了超同步运行转子频率取负值的必要性和物理意义,指出应用双馈电机等效电路计算转子无功功率时出现的“无功功率变性”现象;对双馈电机等效电路进行了与物理部分一一对应的划分,明确了其中代表转轴作用的等效元件并将其消耗的无功功率定义为机械无功功率,在此基础上解释了能量转换过程中无功功率的流动特点和守恒特性;避开复杂而不直观的表达式,采用四维图的形式直观地表现了双馈电机在整个三维工作区间的运行特性。 双馈电机能量转换过程由连接在转子和电网之间的背靠背变流器来控制。本文建立了双馈电机数学模型和网侧变流器数学模型,分别构建了网侧变流器电压定向矢量控制策略和机侧变流器定子磁链定向矢量控制策略,实现了背靠背变流器的有功功率和无功功率解耦控制;分析对比了双馈电机并网前后数学模型,指出并网前后耦合项和电流调节器参数设置的差异;说明了忽略并网前后数学模型变化对双馈电机转矩动态性能设计和调试带来的不利影响;构建了带电压闭环的双馈电机并网控制策略,在该策略中耦合项和电流调节器参数并网前后保持不变,从并网前后差异的角度对该控制策略进行了分析和实验研究。 在定子磁链定向的双馈风力发电控制系统中,定子磁链准确与否直接关系到双馈电机有功功率和无功功率能否被准确控制。在电网电压跌落期间,定子磁链中出现直流分量和负序分量,且磁路出现非线性现象,此时就对定子磁链检测方法提出了更为苛刻的要求。本文对定子磁链检测的直接计算法和闭环计算法的原理进行了分析,着重研究了各种方法在低电压穿越期间的动态性能。对不同方法应用于低电压穿越控制时,系统的低电压穿越能力进行了实验研究和结果分析,为LVRT控制中定子磁链检测方法的选取提供了依据。 转子位置的准确获得是双馈电机矢量控制的必要条件。本文分别研究了有位置传感器和无位置传感器两种情况下转子位置检测方法。对于有位置传感器的情况,提出了同步旋转坐标系中编码器安装位置的直接计算法,避免了对并网前含有大量高频分量的定子电压相位的检测,减小了编码器安装位置检测运算量。在无位置编码器的情况下,控制系统需采用无位置算法先计算出转子位置,然后才能实施矢量控制。本文分析了无位置编码器运行的开环算法和闭环算法,着重研究了基于定子磁链和转子电流的模型参考自适应算法,通过对其等效闭环结构的分析证明了这两种方法的同一性;对基于转子电流的模型参考自适应算法中自适应PI调节器的输入信号进行了改进,使得自适应PI调节器的输入误差与转子位置检测误差的成线性关系;推导了自适应PI调节器的参数计算方法,对不同参数下转子位置检测动态性能进行了实验研究。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 潘启军;孟进;李毅;陶涛;赵治华;唐健;;带交流励磁双变流器的双馈电机电磁干扰研究[J];中国电机工程学报;2010年15期
2 张劲松;徐凤星;盛建科;佘岳;;双馈发电机定子磁链相位角度偏差补偿原理[J];电气传动;2011年03期
3 关宏亮;迟永宁;王伟胜;戴慧珠;杨以涵;;双馈变速风电机组频率控制的仿真研究[J];电力系统自动化;2007年07期
4 张开明;;基于PSCAD/EMTDC变速恒频风电机组控制系统仿真[J];电力系统及其自动化学报;2008年03期
5 冯双磊;赵海翔;任普春;王伟胜;戴慧珠;;基于PSCAD/EMTDC的双馈式变速恒频风电机组动态模型仿真[J];电网技术;2007年17期
6 贺慧英;沈建清;;舰船电力推进负载试验技术研究[J];哈尔滨工程大学学报;2009年04期
7 魏永清;张晓锋;沈建清;;螺旋桨负载特性的仿真研究[J];电机与控制应用;2006年06期
8 刘群,李瑾;双馈电机的交流励磁电源[J];通信电源技术;2005年05期
9 马祎炜;俞俊杰;吴国祥;陈国呈;;双馈风力发电系统最大功率点跟踪控制策略[J];电工技术学报;2009年04期
10 郑艳文;苑国锋;柴建云;李永东;;大容量对拖式双馈电机试验系统[J];清华大学学报(自然科学版);2010年01期
11 杜秀霞,倪受元;抽水蓄能电站变速恒频运行的分析与设计[J];电工电能新技术;1999年03期
12 丁惜瀛;王优胤;曾宪斌;王哲;;基于智能优化与磁链预测的双馈电机直接转矩控制[J];电网技术;2010年06期
13 吴建明;魏毅立;吴振奎;;双馈风力发电机组及其低电压穿越技术的研究[J];电气传动自动化;2011年02期
14 邢作霞;郑琼林;刘光德;姚兴佳;;双馈变速恒频风电机组直接转矩控制[J];辽宁工程技术大学学报;2006年04期
15 李华俊;杜沧;宣伟民;彭建飞;胡浩天;刘伶;王树锦;康莉;徐丽荣;黄昭荣;王小平;;2500kW双馈电机超同步调速装置研制[J];核聚变与等离子体物理;2007年01期
16 吴建明;魏毅立;吴振奎;;双馈风力发电机组及其低电压穿越技术的研究[J];电工电气;2011年04期
17 章玮;无刷双馈电机的控制策略[J];中小型电机;2000年06期
18 王雪帆;一种转子绕组采用变极法设计的新型无刷双馈电机[J];中国电机工程学报;2003年06期
19 吴世君;吴晏;李晋强;;一种新型舰载独立变速恒频恒压发电系统的研究[J];中国舰船研究;2007年03期
20 杨之俊;吴红斌;丁明;刘静;;故障时双馈风力发电系统的控制策略研究[J];电力系统保护与控制;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马小亮;刘志强;;双馈电机直接转矩控制技术的提出及仿真研究[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
2 郑颖楠;傅诚;杨晓波;;三相单位功率因数变流器滑模变结构控制[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
3 刘群;敖章洪;张杰;廖冬初;;双馈电机交流励磁电源的种类与应用[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
4 池浦田;李崇坚;朱春毅;唐磊;兰志明;;基于IGBT的磁悬浮列车车载变流器散热器的设计[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
5 朱安远;;ABB ACS800系列和Siemens 6SE70系列工程型变流器的比较研究[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
6 高潮;廖晓峰;;基于恒频脉宽调制及多谐振技术的桥式零电流开关变流器[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
7 王昌盛;解鑫;彭军林;王雪帆;;无刷双馈电机结构及控制研究[A];湖北省电工技术学会2004年学术年会论文集[C];2004年
8 周宏林;杨耕;;大型DFIG风电场的LCC-HVDC并网[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
9 耿秀明;刘慧博;张遇杰;;基于矢量控制的双馈发电机系统[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
10 王晓红;;绕线型双馈异步风力发电机[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 战亮宇;双馈风力发电系统变流器控制的相关研究[D];北京交通大学;2012年
2 贾俊川;双馈风力发电系统中双变流器优化联合控制[D];华北电力大学(北京);2011年
3 杨恩星;低速永磁直驱风力发电变流器若干关键技术研究[D];浙江大学;2009年
4 杨淑英;双馈型风力发电变流器及其控制[D];合肥工业大学;2007年
5 张洪阳;永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现[D];沈阳工业大学;2011年
6 李渊;兆瓦级双馈式三电平风电变流器关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
7 汪令祥;永磁同步直驱型全功率风机变流器及其控制[D];合肥工业大学;2011年
8 仇志凌;基于LCL滤波器的三相三线并网变流器若干关键技术研究[D];浙江大学;2009年
9 陈威;DC-DC变流器的柔性变拓扑研究[D];浙江大学;2009年
10 周宏林;大容量双馈式风力发电系统并网关键问题研究[D];清华大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任其广;风电变流器网侧电压跌落分析及其控制策略的研究[D];山东大学;2010年
2 黎芹;双馈风力发电机低电压穿越技术的研究[D];合肥工业大学;2010年
3 刘继宗;直驱同步风力发电变流器控制研究[D];西南交通大学;2010年
4 张宇锟;双馈式风力发电系统网侧变流器的控制研究[D];燕山大学;2010年
5 侯李祥;风力发电机组变流器技术的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
6 冯其塔;小型单相并网风力发电变流器的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 刘玲;牵引变流器故障诊断的研究[D];西南交通大学;2010年
8 邢介宇;风力发电并网侧T型滤波器的设计及控制策略研究[D];北方工业大学;2011年
9 宋文超;变速恒频双馈发电机PWM变流器设计与研究[D];兰州理工大学;2011年
10 黄秀成;非互补有源箝位反激变流器的研究[D];浙江大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 贾耀钟 通讯员 朱选杰;国内首套1兆瓦再生制动回馈变流器成功投运[N];许昌日报;2011年
2 刘一丹;“训风”领域试比高[N];中国航天报;2010年
3 本报记者 李瞧;金风科技引进变流器模块技术[N];中国工业报;2010年
4 本报记者 马亮;突破电网适应性瓶颈国内首台5兆瓦风电变流器亮相[N];机电商报;2010年
5 记者 谢辉;国电1.5兆瓦风机变流器在保下线[N];保定日报;2009年
6 文宇;IR新型变流器用芯片组投放市场[N];中国电子报;2000年
7 胡圣海;江苏大全研发2兆瓦风电变流器[N];中国工业报;2010年
8 本报记者 马亮;本地化进程加速 Converteam携5兆瓦变流器抢滩中国[N];机电商报;2010年
9 通讯员 雷新安;株洲所完成一国家863项目[N];人民铁道;2006年
10 通讯员 胡圣海;大全2兆瓦级永磁直驱风力发电变流器通过鉴定[N];中国电力报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978