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变速恒频水轮机变流量工况下不稳定流动数值模拟 被引量:1
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作者 毛成 苏立 +1 位作者 沈春和 文贤馗 《人民长江》 北大核心 2024年第1期157-161,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 混流式水轮机 变速恒频 变流量工况 压力脉动 数值模拟
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变速恒频风力机组变桨距控制系统 被引量:43
2
作者 林勇刚 李伟 +3 位作者 叶杭冶 邱敏秀 金波 刘湘琪 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期110-114,共5页
在风力机空气动力学特性分析的基础上 ,讨论了变速恒频风力机组变桨距机构在低于额定风速阶段和高于额定风速阶段的不同控制策略。将模型与控制方法相结合的数字仿真表明 ,控制曲线与预期要求一致。具体设计了变桨距机构液压控制方案和... 在风力机空气动力学特性分析的基础上 ,讨论了变速恒频风力机组变桨距机构在低于额定风速阶段和高于额定风速阶段的不同控制策略。将模型与控制方法相结合的数字仿真表明 ,控制曲线与预期要求一致。具体设计了变桨距机构液压控制方案和电机控制方案 ,并提出了高油压冗余式电液比例变桨距机构的设计思路。 展开更多
关键词 变速恒频技术 风力机组 变桨距控制系统 数字仿真
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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
3
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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变速恒频风电机组运行控制 被引量:47
4
作者 舒进 张保会 +5 位作者 李鹏 汪成根 程临燕 薄志谦 A. KLIMEK 褚云龙 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2008年第16期89-93,97,共6页
在PSCAD/EMTDC下建立了双馈型感应变速风电机组动态模型,基于该模型提出一种风电机组功率控制策略,并分析了机组约束条件对控制策略的影响。该策略实现了无风速测量下的最大风能追踪,并可以对风机捕获的功率进行控制,使风电机组在风力... 在PSCAD/EMTDC下建立了双馈型感应变速风电机组动态模型,基于该模型提出一种风电机组功率控制策略,并分析了机组约束条件对控制策略的影响。该策略实现了无风速测量下的最大风能追踪,并可以对风机捕获的功率进行控制,使风电机组在风力限制范围内承担系统功率调节任务。对一台2MW双馈型感应变速风电机组进行了仿真,仿真结果表明控制方案在风速波动条件下能够准确、有效地对风电机组最大风能追踪,并能对有功、无功功率按计划进行独立调节。 展开更多
关键词 变速恒频 动态模型 功率控制 控制策略
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风电场无功电压控制系统设计和应用 被引量:50
5
作者 陈宁 何维国 +3 位作者 钱敏慧 杭晗 胡朝燕 石磊 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第23期32-36,共5页
针对国内风电大规模集中接入电网引起的电压稳定和控制问题,提出了一种适用于变速恒频风电机组风电场的多模式、多目标无功电压协调控制策略。在此基础上,设计了风电场无功电压控制系统。介绍了该系统的架构、主要功能模块和接口的设计... 针对国内风电大规模集中接入电网引起的电压稳定和控制问题,提出了一种适用于变速恒频风电机组风电场的多模式、多目标无功电压协调控制策略。在此基础上,设计了风电场无功电压控制系统。介绍了该系统的架构、主要功能模块和接口的设计方案,通过在上海奉贤海湾风电场一期扩建工程开展现场试验,验证了控制策略的正确性,并证明通过合理控制风电场的无功输出能够有效地对并网点提供无功支撑,有助于维持接入地区电网的电压稳定。 展开更多
关键词 风电场 变速恒频 无功电压控制系统 电压稳定
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交流励磁变速恒频风电系统运行研究 被引量:131
6
作者 贺益康 郑康 +1 位作者 潘再平 刘其辉 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第13期55-59,68,共6页
随着风电机组单机容量的不断增大,采用变桨距风力机实现最大风能捕获和利用的变速恒频发电已成为当前风电技术的研究热点。文中从理论到实践全面讨论了双馈发电机交流励磁变速恒频的发电原理、对交流励磁变频器的要求,以及为追踪最大风... 随着风电机组单机容量的不断增大,采用变桨距风力机实现最大风能捕获和利用的变速恒频发电已成为当前风电技术的研究热点。文中从理论到实践全面讨论了双馈发电机交流励磁变速恒频的发电原理、对交流励磁变频器的要求,以及为追踪最大风能捕获、实现发电机有功、无功功率独立调节和变速恒频下空裁并网控制的定子磁场定向矢量控制策略。实验风电机组的空载、并网、同步速上、下的发电运行全面验证了所提出的交流励磁变速恒频关键风电技术的正确性,为大型风力机组的工程实现奠定了一定的理论及技术基础。 展开更多
关键词 交流励磁 变速恒频 风力发电 空载并网 发电机矢量控制
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风力发电机组暂态仿真模型 被引量:48
7
作者 许寅 陈颖 梅生伟 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期100-107,共8页
随着大规模风电接入电网,分析风电对电网的影响越来越重要。电力系统暂态仿真是开展风电并网研究的一种重要手段,而建立准确、有效的风力发电机组暂态模型则是仿真工作的基础。文中简要回顾了恒速恒频机组、双馈机组和直驱机组的基本结... 随着大规模风电接入电网,分析风电对电网的影响越来越重要。电力系统暂态仿真是开展风电并网研究的一种重要手段,而建立准确、有效的风力发电机组暂态模型则是仿真工作的基础。文中简要回顾了恒速恒频机组、双馈机组和直驱机组的基本结构,整理和总结了风力发电机组中风轮、传动链、发电机、电力电子变频器以及控制和保护系统等重要环节的暂态仿真模型,并讨论了相关模型在风电并网问题研究中的应用方式,进而展望了风力发电机组模型研究工作的发展方向。 展开更多
关键词 风力发电 恒速恒频机组 变速恒频机组 暂态模型 系统稳定性 电能质量
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交流励磁变速恒频风力发电系统控制策略的仿真研究 被引量:117
8
作者 卞松江 吕晓美 +2 位作者 相会杰 刘连根 梁冰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第16期57-62,共6页
介绍了交流励磁变速恒频(VariableSpeedConstantFrequency,VSCF)风力发电系统运行的基本原理及发电机的定子磁链定向矢量控制技术。在此基础上,以Matlab/Simulink为工具,建立了系统仿真模型,进行了发电机空载运行、并网、有功、无功功... 介绍了交流励磁变速恒频(VariableSpeedConstantFrequency,VSCF)风力发电系统运行的基本原理及发电机的定子磁链定向矢量控制技术。在此基础上,以Matlab/Simulink为工具,建立了系统仿真模型,进行了发电机空载运行、并网、有功、无功功率独立调节、最大风能捕获运行等工况的仿真研究,仿真结果证明理论分析正确,对系统的实验研究具有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 风力发电 变流励磁 变速恒频 定子磁链定向 矢量控制
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改善接入地区电压稳定性的风电场无功控制策略 被引量:94
9
作者 陈宁 朱凌志 王伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期102-108,共7页
针对大规模风电场接入电网带来的电压无功问题,提出一种改善接入地区电压稳定性的变速恒频风电场无功控制策略,在系统发生扰动时,以接入点为电压控制点,扰动前的稳态电压为控制目标,动态调节风电场输出无功功率,维持接入点电压水平。实... 针对大规模风电场接入电网带来的电压无功问题,提出一种改善接入地区电压稳定性的变速恒频风电场无功控制策略,在系统发生扰动时,以接入点为电压控制点,扰动前的稳态电压为控制目标,动态调节风电场输出无功功率,维持接入点电压水平。实际应用时,该策略利用系统部分雅可比矩阵推导风电场的电压无功灵敏度信息,并根据风电场的无功输出能力计算风电场无功调整量,同时通过设置控制死区和延时,避免了风电机组的频繁调控。仿真算例表明,采用所提策略能够充分发挥变速恒频电机风电场的快速无功调节能力,有效抑制风速扰动、负荷变化等因素引起的电压波动,维持接入地区电网的电压稳定性。 展开更多
关键词 变速恒频 风电场 无功控制 灵敏度 电压稳定性
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变速恒频风力发电机用交流励磁电源的研究 被引量:73
10
作者 赵仁德 贺益康 +1 位作者 黄科元 卞松江 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期1-6,共6页
变速恒频风力发电系统追踪最大风能过程中,双馈发电机将在同步速上下运行,这就要求交流励磁电源应有良好的输入、输出特性和能量双向流动的能力。在分析了其他变频器的局限性后,指出了双PWM变频器是交流励磁的最佳电源方案,详细地讨论... 变速恒频风力发电系统追踪最大风能过程中,双馈发电机将在同步速上下运行,这就要求交流励磁电源应有良好的输入、输出特性和能量双向流动的能力。在分析了其他变频器的局限性后,指出了双PWM变频器是交流励磁的最佳电源方案,详细地讨论了电压型双PWM变频器的工作原理与控制策略。实验结果表明,这种变频器可以很好地满足交流励磁发电机变速恒频运行的要求。 展开更多
关键词 变速恒频 风力发电 交流励磁 双PWM变频器
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并网双馈发电机电网电压定向励磁控制的研究 被引量:92
11
作者 李辉 杨顺昌 廖勇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期159-162,共4页
在分析并网双馈发电机传统矢量控制策略的基础上,提出了一种基于电网电压定向的励磁控制策略。该控制策略仅需要定子侧电流、电网电压和转子位置角信号,避免了矢量控制系统中对定、转子量测量精度、实时性和一致性的严格要求,使控制系... 在分析并网双馈发电机传统矢量控制策略的基础上,提出了一种基于电网电压定向的励磁控制策略。该控制策略仅需要定子侧电流、电网电压和转子位置角信号,避免了矢量控制系统中对定、转子量测量精度、实时性和一致性的严格要求,使控制系统得到了简化。利用该文提出的控制策略对双馈发电机有功、无功和转速稳态调节特性及机端三相对地突然短路的过渡过程进行了仿真研究,结果表明该控制策略能实现双馈发电机有功、无功和转速的解耦控制及短路故障切除后其有功、无功和转速都能回到原来的设定值稳定运行。 展开更多
关键词 双馈发电机 电网并网 矢量控制系统 电压定向励磁控制 定子 转子
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双馈风力发电系统双PWM变换器比例谐振控制 被引量:65
12
作者 陈炜 陈成 +1 位作者 宋战锋 夏长亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第15期1-7,共7页
在双馈风力发电系统功率变换器及发电机数学模型的基础上,结合比例谐振(proportional resonant,PR)控制器的特性,提出了双脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)变换器PR控制策略。该方法充分利用了PR控制器能够在静止坐标系下对交流输... 在双馈风力发电系统功率变换器及发电机数学模型的基础上,结合比例谐振(proportional resonant,PR)控制器的特性,提出了双脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)变换器PR控制策略。该方法充分利用了PR控制器能够在静止坐标系下对交流输入信号无静差控制的优势,将矢量控制策略下的有功电流和无功电流分量转换到静止坐标系下进行调节,实现网侧变换器维持直流电压稳定和调节功率因数的控制任务和双馈电机有功、无功功率的解耦控制,与传统的双闭环PI控制相比,该策略无需繁琐的坐标旋转变换,不存在受温度及电路参数影响的耦合项和前馈补偿项,且易于实现对系统低次谐波电流的补偿,减小了控制算法实现难度,提高了控制系统的鲁棒性和电网电能质量。 展开更多
关键词 变速恒频 双馈发电机 网侧变换器 转子侧变换器 比例谐振控制
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基于液压变压器原理的海流发电液压传动系统 被引量:15
13
作者 石茂顺 刘宏伟 +3 位作者 李伟 林勇刚 丁金钟 周宏宾 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期764-769,783,共7页
为提高海流发电组的能量捕获效率并提高输出稳定性,对液压容积控制实现海流发电系统的变速恒频进行研究.在海流发电液压传动系统中采用变量液压泵和液压变压器,通过变量液压泵的排量调节和利用液压变压器的变压作用来分别实现叶轮转速... 为提高海流发电组的能量捕获效率并提高输出稳定性,对液压容积控制实现海流发电系统的变速恒频进行研究.在海流发电液压传动系统中采用变量液压泵和液压变压器,通过变量液压泵的排量调节和利用液压变压器的变压作用来分别实现叶轮转速控制和发电机转速控制.为验证该液压传动控制系统的有效性,完成了小型海流发电液压传动系统数学模型分析,并建立海流发电液压传动系统Matlab/Simulink模型进行系统控制特性仿真研究.结果表明,采用液压容积控制和液压变压器的液压传动拓朴结构在满足最大功率跟踪控制要求的前提下,可以在液压传动系统环节同时实现发电机恒频输出控制. 展开更多
关键词 海流能 液压传动 变速恒频 液压变压器
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双馈电机风电场无功功率分析及控制策略 被引量:226
14
作者 郎永强 张学广 +2 位作者 徐殿国 马洪飞 Hadianmrei S.R 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期77-82,共6页
提出一种双馈电机风力发电系统无功极限的计算方法,该方法以双馈电机风电系统的功率关系为基础,考虑了网侧变换器在其功率允许范围内的无功发生能力,系统动态无功极限为定子与网侧变换器的无功极限之和。对双馈电机风电场在强电网无功... 提出一种双馈电机风力发电系统无功极限的计算方法,该方法以双馈电机风电系统的功率关系为基础,考虑了网侧变换器在其功率允许范围内的无功发生能力,系统动态无功极限为定子与网侧变换器的无功极限之和。对双馈电机风电场在强电网无功调节中的应用进行了探讨,提出双馈电机风电场对当地用户进行就近无功补偿的策略,并给出相应的无功分配策略,包括风电场各风机之间以及单台风电机组定子和网侧变换器之间的无功分配原则。双馈电机风电场在实现变速恒频优化运行的同时,充分发挥了风电机组和整个风电场的无功处理能力,使其参与所连电网的无功调节。 展开更多
关键词 风力发电 双馈电机 变速恒频 无功功率极限 无功补偿
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风力发电系统中大功率变流器的应用 被引量:27
15
作者 李建林 朱颖 +1 位作者 胡书举 许洪华 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期169-175,共7页
风电系统对中压大功率变流器的需求日益增加,大功率变流器已引起人们极大的兴趣。直接驱动型变速恒频风力发电是一种新型的发电技术,它具有无齿轮箱、机械磨损小、整机效率高,运行维护成本低等优点,在风力发电领域中有着很好的应用前景... 风电系统对中压大功率变流器的需求日益增加,大功率变流器已引起人们极大的兴趣。直接驱动型变速恒频风力发电是一种新型的发电技术,它具有无齿轮箱、机械磨损小、整机效率高,运行维护成本低等优点,在风力发电领域中有着很好的应用前景。为掌握变流器的设计制造技术,推动我国风电事业的发展,首先对直驱型变速恒频风力发电系统基本拓扑结构进行了对比分析,着重介绍了直接驱动型风力发电系统几种大功率变流器拓扑结构,比较了各种拓扑结构的优缺点、技术难点,以及实际应用中存在的问题,并对大功率变流器在风力发电系统应用中的可行性进行了相关分析与探讨,为直驱风力发电系统拓扑结构的选型提供了参考基础。采用的二极管箝位五电平级联H桥拓扑,结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势,需要较少的箝位二极管和独立直流电源,即可进一步提高输出电压等级,使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路,可以方便地应用在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。 展开更多
关键词 风电系统 变速恒频 直接驱动 大功率 多电平变流器 拓扑
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VSCF-DFIG在电压瞬间跌落情况下的应对策略 被引量:48
16
作者 李建林 许鸿雁 +2 位作者 梁亮 赵斌 许洪华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2006年第19期65-68,共4页
变速恒频(VSCF)双馈感应发电机(DFIG)在电网电压跌落的情况下,通过连接在转子绕组上的电阻来为电压跌落期间在转子侧产生的浪涌电流提供一条通路,从而达到限制转子回路最大电流的目的。在电网需要时,快速向电网提供无功功率,调节电网电... 变速恒频(VSCF)双馈感应发电机(DFIG)在电网电压跌落的情况下,通过连接在转子绕组上的电阻来为电压跌落期间在转子侧产生的浪涌电流提供一条通路,从而达到限制转子回路最大电流的目的。在电网需要时,快速向电网提供无功功率,调节电网电压和稳定弱电网。通过保持系统稳定性,减少电压崩溃的危险,降低电网解列的影响。所有结果通过了仿真验证。 展开更多
关键词 变速恒频(VSCF) 双馈感应发电机(DFIG) 电压跌落 低压旁路 CROWBAR电路
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变速恒频风力发电机组的无功功率极限 被引量:115
17
作者 申洪 王伟胜 戴慧珠 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第11期60-63,共4页
根据变速恒频风电机组的工作原理,建立了变速恒频风电机组的稳态数学模型,该模型考虑了风力机、双馈电机及其转速控制的稳态特性。在此模型的基础上,提出了计算变速恒频风电机组无功功率极限的方法,并对一变速恒频风电机组进行了计算分... 根据变速恒频风电机组的工作原理,建立了变速恒频风电机组的稳态数学模型,该模型考虑了风力机、双馈电机及其转速控制的稳态特性。在此模型的基础上,提出了计算变速恒频风电机组无功功率极限的方法,并对一变速恒频风电机组进行了计算分析,验证了所提方法的可行性。 展开更多
关键词 变速恒频 风力发电机组 无功功率极限 稳态数学模型 转速控制
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变速恒频双馈电机风电场电压控制策略 被引量:73
18
作者 曹军 张榕林 +2 位作者 林国庆 王虹富 邱家驹 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期87-91,共5页
提出了一种基于变速恒频双馈电机的风电场电压控制策略,该策略以风电场出口升压变压器高压侧电压为控制目标。介绍了该控制策略的总体结构,阐述了风电场高压侧电压控制的原理,并考虑风电场无功功率极限,研究了无功功率控制、分配和故障... 提出了一种基于变速恒频双馈电机的风电场电压控制策略,该策略以风电场出口升压变压器高压侧电压为控制目标。介绍了该控制策略的总体结构,阐述了风电场高压侧电压控制的原理,并考虑风电场无功功率极限,研究了无功功率控制、分配和故障情况下紧急电压控制方案。针对风速扰动和电压骤降2种情况进行了仿真。仿真结果表明,所提出的控制方案与功率因数控制和传统的电压控制策略相比可以明显地提升风电场电压水平,且无需高压侧信号、经济有效。 展开更多
关键词 风电场 双馈电机 变速恒频 高压侧电压控制 无功功率控制 紧急电压控制
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变速恒频风力发电机最大功率跟踪控制策略的研究 被引量:29
19
作者 王志华 李亚西 +2 位作者 赵栋利 郭金东 许洪华 《可再生能源》 CAS 2005年第2期16-19,共4页
分析了风能的特性,对双馈电机数学模型进行了分析与研究,在试验的基础上,基于最佳叶尖速比控制(即风能最大利用率)和机械功率最大转化效率控制,提出了兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组双闭环的一种控制策略方案,并用M A T LA B软件进行... 分析了风能的特性,对双馈电机数学模型进行了分析与研究,在试验的基础上,基于最佳叶尖速比控制(即风能最大利用率)和机械功率最大转化效率控制,提出了兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组双闭环的一种控制策略方案,并用M A T LA B软件进行系统仿真,证明该方案是可行的。 展开更多
关键词 变速恒频 双馈电机 最佳叶尖速比
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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
20
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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