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气隙偏心对永磁发电机绕组绝缘温度特性影响
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作者 何玉灵 白怡凡 +4 位作者 张文 李勇 徐明星 王晓龙 唐贵基 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第5期944-954,共11页
绕组绝缘温度是影响永磁发电机发电效率和运行安全的重要因素,现有研究主要关注正常工况下的损耗-温升特性,对于非正常工况下铁芯-绕组的损耗-热载特性和绝缘温升规律研究亟待深入。本文以一台5kVA永磁发电机为例,对气隙偏心前后的发电... 绕组绝缘温度是影响永磁发电机发电效率和运行安全的重要因素,现有研究主要关注正常工况下的损耗-温升特性,对于非正常工况下铁芯-绕组的损耗-热载特性和绝缘温升规律研究亟待深入。本文以一台5kVA永磁发电机为例,对气隙偏心前后的发电机定子绕组绝缘温度场进行了分析。对发电机气隙偏心前后的气隙磁通密度、定子电流和损耗表达式进行了理论推导;根据传热基本原理,建立了发电机磁-热耦合三维模型,应用有限元仿真得到绕组绝缘温度场结果;通过实验对理论和仿真结果进行验证。结果表明,随着气隙偏心程度的增大,发电机各部分损耗增加,定子铁心及绕组绝缘的温度随之升高。同时基于偏心故障下的定子铁心和绕组绝缘温升特性,提出了一种新型的定子铁心通风结构改善发电机的通风散热,通过对比2种不同结构下的定子温度场,表明该结构明显降低了发电机定子铁心和绕组绝缘温度,为通风结构的设计提供了一定的参考。 展开更多
关键词 永磁发电机 气隙偏心 定子铁心 绕组绝缘 温度场 有限元法 故障诊断 结构优化
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机理-数据混合驱动的直驱风电场分群等值方法
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作者 张英敏 李媛 +4 位作者 高仕林 李东晟 周旭 蒋奇良 王渝红 《高电压技术》 北大核心 2025年第9期4762-4773,共12页
为了提升风电并网系统的暂态仿真分析效率,需要建立风电场等值模型。现有直驱风电场等值模型存在难以适用于预想故障分析和计算效率低问题。针对该问题,提出一种机理-数据混合驱动的直驱风电场分群等值方法。首先,分析了直驱风机的故障... 为了提升风电并网系统的暂态仿真分析效率,需要建立风电场等值模型。现有直驱风电场等值模型存在难以适用于预想故障分析和计算效率低问题。针对该问题,提出一种机理-数据混合驱动的直驱风电场分群等值方法。首先,分析了直驱风机的故障后暂态响应特性,并推导了基于风机初始风速及机端故障稳态电压的风电机组分群方法。其次,提出了一种基于多层图卷积神经网络的机端故障稳态电压高效预测方法,该预测模型能够适应不同的风电场和电网拓扑。进一步,构建了风电场的三机等值模型。最后,仿真验证了所提出的分群等值方法的正确性。 展开更多
关键词 永磁直驱风机 预想故障 机理-数据混合 风电场分群 风电场等值 图卷积神经网络
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基于虚拟同步相角补偿的构网型双馈风电机组轴系扭振阻尼控制 被引量:4
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作者 郭子腾 张宇 +2 位作者 张琛 宗皓翔 蔡旭 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1318-1328,I0004,共12页
风电做构网型控制是缓解新能源高占比电力系统频率和电压稳定问题的有效技术手段。目前针对风电机组的构网型控制大多关注机组的网侧特性,而对构网型控制下机组潜在的机电耦合交互特性解析不足,具体地:构网型控制增强了电网与风机前端... 风电做构网型控制是缓解新能源高占比电力系统频率和电压稳定问题的有效技术手段。目前针对风电机组的构网型控制大多关注机组的网侧特性,而对构网型控制下机组潜在的机电耦合交互特性解析不足,具体地:构网型控制增强了电网与风机前端的动态交互作用,导致电网侧扰动更易激发机组轴系扭振。为探究构网型控制下机组轴系的扭振特性,对其进行阻尼控制,建立了计及机电耦合特性的构网型风电机组状态空间模型;通过特征值轨迹分析,论证了对构网型机组引入额外扭振阻尼控制的必要性;阐明了经典轴系扭振阻尼策略在构网型控制下的阻尼能力受限机理;基于此提出了一种基于虚拟同步相角补偿的轴系扭振阻尼策略,在不影响构网型机组惯量响应能力的前提下有效地解决了构网型风电机组轴系的欠阻尼甚至振荡发散问题,最后在基于Bladed+NovaCor的联合实时仿真平台上验证了该文理论分析及所提阻尼策略的有效性。 展开更多
关键词 构网型控制 虚拟同步机控制 双馈风电机组 轴系扭振特性 阻尼控制 虚拟同步相角补偿
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基于新型重力储能的风储一体化系统设计与控制策略 被引量:1
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作者 陈凯垣 王海云 买买提沙比尔·玉苏甫 《电网与清洁能源》 北大核心 2025年第5期86-94,共9页
提出一种基于新型重力储能的风储一体化系统模型及其控制策略。首先,将新型重力储能并入风电机组直流侧,构建风储一体化的模型;其次,针对该模型提出相应的控制策略,其中机侧变流器采用最大功率跟踪控制,网侧变流器采用P/Q功率指令控制,... 提出一种基于新型重力储能的风储一体化系统模型及其控制策略。首先,将新型重力储能并入风电机组直流侧,构建风储一体化的模型;其次,针对该模型提出相应的控制策略,其中机侧变流器采用最大功率跟踪控制,网侧变流器采用P/Q功率指令控制,储能变流器采用定直流母线电压控制;最后,在电网侧附加频率下垂控制,实现重力储能主动参与调频。通过对系统内功率平衡及储能参与一次调频的仿真研究,验证了所提模型及控制策略的有效性。该模型有望将新型重力储能应用于高风电渗透率下的电网,有效平抑风电出力波动带来的安全稳定问题,提升电网对风能的消纳能力。 展开更多
关键词 风力发电 重力储能 永磁同步电机 功率平衡 风储一体化
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高空风力发电系统能量捕获及变换技术:现状与展望
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作者 姜阳 陆超 +2 位作者 袁志昌 郭佩乾 刘迪 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第21期8365-8377,I0008,共14页
高空风能系统(high altitude wind energy system,HAWES)具备有功出力稳定、容量系数高、可移动性强以及环境友好等特点,是新能源领域备受关注的方向之一。尽管其应用潜力巨大,当前HAWES技术研究与应用仍处于初级阶段,示范应用相对较少... 高空风能系统(high altitude wind energy system,HAWES)具备有功出力稳定、容量系数高、可移动性强以及环境友好等特点,是新能源领域备受关注的方向之一。尽管其应用潜力巨大,当前HAWES技术研究与应用仍处于初级阶段,示范应用相对较少,并网容量有限。为此,该文首先对国内外采用HAWES技术的示范应用开展系统梳理与分析,重点关注HAWES中的系留电缆、电机-风力机组、电力电子变换器(power electronic converter,PEC)和储能装置等能量捕获及变换设备,对各核心装备及其控制方法进行总结与综述;结合现有风电并网技术与大容量电力电子设备方案,提出采用中压交流发电-中压直流输电技术的万米级大容量HAWES技术方案;分析系留电缆、永磁同步电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)与PEC设备设计需求与难点,并提出能量捕获及变换系统中电气设备的设计需求和技术路线;最后,对万米级大容量HAWES并网方案的应用前景进行展望。 展开更多
关键词 高空风能系统 系留电缆 永磁同步电机 电力电子变换器 直流传输 新能源并网
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基于HBF神经网络观测器的PMSM无模型预测电流控制
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作者 马炳图 杜钦君 +2 位作者 张婷 李伟强 刘家合 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第8期376-386,共11页
针对风电机组变桨系统永磁同步电机(PMSM)在复杂运行环境中参数时变引发的模型失配难题,提出了一种融合超局部建模、HBF神经网络观测器以及改进双矢量调制的PMSM无模型预测电流控制(HBF-MFPCC)方案。根据一阶超局部模型原理构建了PMSM... 针对风电机组变桨系统永磁同步电机(PMSM)在复杂运行环境中参数时变引发的模型失配难题,提出了一种融合超局部建模、HBF神经网络观测器以及改进双矢量调制的PMSM无模型预测电流控制(HBF-MFPCC)方案。根据一阶超局部模型原理构建了PMSM无模型预测电流控制的预测模型,仅需使用电机的电流和电压等历史信息即可预测未来时刻的电流值,彻底摆脱对电机电阻、电感和磁链等参数的依赖,解决了传统模型预测电流控制(MPCC)依赖于精确电机参数的问题;设计了一种HBF神经网络观测器来对预测模型的集总误差进行快速辨识,采用决策树优化基函数中心与宽度,该观测器具有较高的辨识速度和适应性,能够有效提高预测模型的准确度;采用一种改进的双矢量最优占空比调制策略,从19组电压矢量组合中选择最优矢量作用于逆变器,并通过自适应时长分配抑制电流纹波,提高电流的跟踪性能。仿真和实验结果表明,在模拟极端参数失配的工况下,提出的HBF-MFPCC策略相比MPCC策略能够使电流跟踪误差降低50%,谐波失真率降低28%;设计的HBF神经网络观测器能够使电流跟踪误差降低53%,谐波失真率降低55%;改进双矢量调制方法能够使电流跟踪误差降低24%,谐波失真率降低11%;该方案能够显著提高系统的鲁棒性且保证良好的电流跟踪性能。 展开更多
关键词 风力发电机 永磁同步电机 无模型预测电流控制 一阶超局部模型 神经网络观测器 双矢量控制
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计及多区域直驱风场经VSG控制的MMC送出系统小信号稳定性分析 被引量:1
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作者 朱煜昆 贾轩 +4 位作者 潘霄汉 朱益华 涂亮 常东旭 王谱宇 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第5期11-23,共13页
大规模直驱风场并网系统一般由永磁同步发电机(permanent magnet synchronization generator,PMSG)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)构成,两者连接后的相互作用机理较为复杂。同时直驱风机的全功率变流器和MMC... 大规模直驱风场并网系统一般由永磁同步发电机(permanent magnet synchronization generator,PMSG)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)构成,两者连接后的相互作用机理较为复杂。同时直驱风机的全功率变流器和MMC的常规矢量控制策略会使系统呈现出低惯量和低阻尼的特性,难以保证直驱风场经MMC送出系统的频率和电压稳定。针对此问题,建立了计及多区域直驱风场经虚拟同步发电机(virtualsynchronous generator,VSG)控制的MMC送出系统的小信号模型,对比了电磁暂态模型和小信号模型的动态响应,验证了小信号模型的正确性。当直驱风场的输出功率增加时,系统存在失稳的风险,采用参与因子法分析电压外环控制器和环流抑制控制器参数对并网系统稳定性的影响。基于根轨迹法得到参数的可行域,并对这些参数进行优化,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了参数优化的有效性,为参数选取提供了理论依据。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 风电场 永磁同步发电机 虚拟同步发电机控制 小信号模型 特征根轨迹分析
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适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略及功率支撑特性
8
作者 苏开元 刘朋印 +2 位作者 殷波 丛聪 谢小荣 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第15期5798-5809,I0006,共13页
随着风电等新能源的大规模接入,电力系统强度与惯量复杂多变,为跟/构网单一控制带来挑战。针对此问题,该文提出一种适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略并研究其功率支撑特性。首先,基于同步融合框架,设计机侧-网侧... 随着风电等新能源的大规模接入,电力系统强度与惯量复杂多变,为跟/构网单一控制带来挑战。针对此问题,该文提出一种适应短路比与惯量变化的直驱风电机组跟-构网融合控制策略并研究其功率支撑特性。首先,基于同步融合框架,设计机侧-网侧协同的风电控制策略,提出以短路比、惯量比为判据的融合系数表达式;其次,建立融合控制的有功-频率、无功-电压动态响应模型,分析其参数影响及支撑特性;最后,利用电磁暂态仿真验证控制策略有效性。结果表明,融合控制风电可根据电网短路比、惯量自适应调整跟-构网特性和备用容量,在复杂工况下实现宽短路比运行、有功支撑及稳定-经济性平衡。 展开更多
关键词 短路比 惯量 直驱风电机组 跟-构网融合控制
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双三相永磁同步风力发电机共模等效电路
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作者 李洁 庭黑斯 +1 位作者 郑晓春 梁硕 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期76-84,共9页
准确建立双三相永磁同步风力发电机(DT-PMSWG)内部寄生电容的共模等效电路是评估轴电压和轴电流的关键。针对DT-PMSWG 2套三相绕组中性点隔离的拓扑结构,提出DT-PMSWG的共模等效电路。首先,以一台10 MW DT-PMSWG为研究对象,分析发电机... 准确建立双三相永磁同步风力发电机(DT-PMSWG)内部寄生电容的共模等效电路是评估轴电压和轴电流的关键。针对DT-PMSWG 2套三相绕组中性点隔离的拓扑结构,提出DT-PMSWG的共模等效电路。首先,以一台10 MW DT-PMSWG为研究对象,分析发电机内部寄生电容分布,给出寄生电容的几何解析计算式,采用有限元法计算和验证寄生电容数值。其次,考虑DT-PMSWG绕组中性点隔离对发电机寄生电容网络的影响,提出DT-PMSWG的共模等效电路,利用提出的共模等效电路推导发电机定子端共模电压(CMV)分压至轴承两端的电压比例“轴承分压比(BVR)”和轴电压的解析表达式。最后,建立DT-PMSWG系统的共模等效电路仿真实验模型,对比验证所提共模等效电路的有效性和准确性,研究结论可以为DT-PMSWG轴电压和轴电流的研究提供理论依据。 展开更多
关键词 双三相永磁同步风力发电机 寄生电容 共模等效电路 共模电压 轴电压
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基于改进社交网络搜索算法的永磁同步电机参数辨识 被引量:1
10
作者 田德 吴晓璇 +1 位作者 苏怡 孟慧雯 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期604-611,共8页
针对传统永磁同步电机参数辨识方法中存在辨识速度慢、精度低、易陷入局部最优等缺点,提出一种基于改进社交网络搜索算法(ISNS)的永磁同步电机参数辨识方法。在SNS算法基础上引入Tent混沌初始化策略、莱维飞行策略、黄金正弦策略以及高... 针对传统永磁同步电机参数辨识方法中存在辨识速度慢、精度低、易陷入局部最优等缺点,提出一种基于改进社交网络搜索算法(ISNS)的永磁同步电机参数辨识方法。在SNS算法基础上引入Tent混沌初始化策略、莱维飞行策略、黄金正弦策略以及高斯变异策略,并基于测试函数验证所提ISNS算法的优越性。仿真结果表明,与其他算法相比,所提出的基于ISNS算法的参数辨识方法辨识速度更快,精度更高,对永磁同步电机的定子电阻、d轴电感、q轴电感以及磁链辨识精度分别为99.996%、99.934%、99.947%、99.962%。 展开更多
关键词 永磁同步电机 参数辨识 社交网络搜索算法 改进社交网络搜索算法 在线辨识 风力发电
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直驱风电与四端柔性直流电相互作用的次同步振荡研究
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作者 白峰 陈武晖 秦伟 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第11期1707-1719,I0007-I0009,共16页
针对风电场接入我国某四端环形柔性直流电网多次出现次同步振荡的问题,建立直驱风电接入四端柔直电网的小信号模型,揭示现场柔直工程的次同步振荡机理.研究发现,直驱风电场仅与直接接入的模块化多电平换流站(MMC)紧密耦合,其他MMC对次... 针对风电场接入我国某四端环形柔性直流电网多次出现次同步振荡的问题,建立直驱风电接入四端柔直电网的小信号模型,揭示现场柔直工程的次同步振荡机理.研究发现,直驱风电场仅与直接接入的模块化多电平换流站(MMC)紧密耦合,其他MMC对次同步振荡模态影响较小,仅研究风电场与柔直相互作用的次同步振荡问题可建立风电场直接接入单端柔直系统的简化模型,忽略其他MMC的影响.直驱风电场与直接接入的MMC相互作用系统中,有功耦合和无功耦合次同步振荡模态并存,且随着风电场出力逐渐增大,有功耦合次同步模态阻尼增大,无功耦合次同步模态阻尼减小,复现了现场风电场有功增大次同步振荡的规律.风电场定无功功率外环积分系数和锁相环比例系数越小,风电场侧换流站交流电压q轴分量外环积分系数越大,无功耦合振荡模式越稳定,通过优化以上参数可降低系统失稳的风险.最后利用电磁暂态时域仿真软件PSCAD搭建直驱风电接入四端柔直电网的仿真模型,验证了上述理论分析的正确性. 展开更多
关键词 基于模块化多电平换流器的柔性直流电网 直驱风电机组 次同步振荡 小信号模型
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永磁同步发电机匝间短路故障对绕组绝缘温升特性的影响 被引量:5
12
作者 何玉灵 李勇 +3 位作者 张文 白怡凡 徐明星 王晓龙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期18-30,共13页
本文分析了永磁同步发电机匝间短路故障前后的绕组绝缘温升特性。首先推导了正常情况和匝间短路故障下的气隙磁通密度,相电流、铁心损耗和绕组铜耗解析表达式;然后建立了发电机三维有限元仿真模型,将电磁场中计算得到的各类损耗作为热... 本文分析了永磁同步发电机匝间短路故障前后的绕组绝缘温升特性。首先推导了正常情况和匝间短路故障下的气隙磁通密度,相电流、铁心损耗和绕组铜耗解析表达式;然后建立了发电机三维有限元仿真模型,将电磁场中计算得到的各类损耗作为热源导入温度场计算绕组绝缘温度分布;最后实测了LR-5型故障模拟永磁同步发电机组在不同短路程度下的绕组绝缘温度,理论分析、仿真计算与实验结果相互吻合。结果表明:匝间短路故障后在故障绕组电流的作用下,绕组绝缘温度明显上升,并且随着短路程度的增加而加剧,由绕组绝缘热载荷分布不均而引起的变形、应变和应力也将增加;绕组鼻端处绝缘易因高温而受损,可通过改进冷却散热结构,或在鼻端绝缘局部涂覆耐热涂层提高鼻端绝缘的可靠性。 展开更多
关键词 永磁同步发电机 绕组绝缘 匝间短路 温升特性 危险位置
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永磁直驱型风机海上风电送出系统不对称接地及甩负荷电磁暂态研究 被引量:5
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作者 王爽 陈小月 +5 位作者 郑智慧 李炬添 张振 林睿 王羽 鲁海亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期827-837,I0033,共12页
为明确海上风电交流送出系统过电压的特征与水平,需考虑风电机组的故障穿越特性。该文结合永磁直驱风机变流器的控制原理,提出海上风电送出系统不对称接地过电压的解析计算方法。基于PSCAD对风电机组进行精确电磁暂态建模与故障电压穿... 为明确海上风电交流送出系统过电压的特征与水平,需考虑风电机组的故障穿越特性。该文结合永磁直驱风机变流器的控制原理,提出海上风电送出系统不对称接地过电压的解析计算方法。基于PSCAD对风电机组进行精确电磁暂态建模与故障电压穿越测试,以国内某500 kV大规模海上风电工程为背景,仿真计算送出系统不对称接地及甩负荷过电压。结果表明:系统不对称接地过电压大小与风机正负序控制策略有关;海缆电网侧甩负荷将产生持续百ms的1.3 pu以上的暂态过电压,风机过电压保护动作延时越长,暂态过电压越严重。实际海上风电工程计算需紧密联系风机控制保护策略及其参数,并综合关键设备耐压水平进行评估,通过风机控制策略优化可以降低系统过电压水平。 展开更多
关键词 海上风电 永磁直驱风机 控制保护策略 不对称接地 甩负荷 暂态过电压
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虚拟惯量控制对直驱风电机组载荷影响的分析及评估 被引量:5
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作者 杨超 李东翰 +3 位作者 雷显帅 李辉 李海啸 刘静 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期258-266,共9页
针对虚拟惯量控制诱发风电机组机械载荷的问题,开展虚拟惯量控制对采用直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的风电机组载荷影响的理论分析和仿真评估研究。从叶片、塔筒等机械结构低阶模态出发,建立虚拟惯量控制下D-PMSG线性化多体动力学模型,... 针对虚拟惯量控制诱发风电机组机械载荷的问题,开展虚拟惯量控制对采用直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的风电机组载荷影响的理论分析和仿真评估研究。从叶片、塔筒等机械结构低阶模态出发,建立虚拟惯量控制下D-PMSG线性化多体动力学模型,并通过线性化多体动力学模型分析虚拟惯量控制对机组载荷的影响机理。采用软件联合建模方法,构建涵盖永磁同步电机及其控制、电网、机械和气动特性等的D-PMSG非线性机电耦合模型。依据冲击载荷最大值、最大变化幅度百分比及等值疲劳载荷等指标,通过所建立的非线性机电耦合模型仿真分析并量化评估虚拟惯量控制对机组冲击载荷和动态疲劳载荷的影响。结果表明,D-PMSG附加虚拟惯量控制后,电网侧频率突变会使得传动轴和塔底侧向出现显著冲击载荷,且其随虚拟惯量时间常数增大而增大,在湍流风运行工况下机组传动轴和塔底侧向等值疲劳载荷较无附加虚拟惯量控制均有所减小。 展开更多
关键词 风力发电 直驱永磁同步发电机 虚拟惯量控制 机械载荷
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基于VMD的风机次同步振荡模态辨识方法研究 被引量:1
15
作者 张彬彬 李聪 +2 位作者 陈超波 王坤 李继超 《电子测量技术》 北大核心 2024年第14期186-194,共9页
针对变分模态分解算法在对风电并网过程中产生的次同步振荡信号进行分解时受噪声干扰、关键参数难以确定,导致的辨识精度不足问题,本文提出一种基于小波阈值去噪(WTD)和遗传算法(GA)优化变分模态分解(VMD)的信号分解算法,结合自回归滑... 针对变分模态分解算法在对风电并网过程中产生的次同步振荡信号进行分解时受噪声干扰、关键参数难以确定,导致的辨识精度不足问题,本文提出一种基于小波阈值去噪(WTD)和遗传算法(GA)优化变分模态分解(VMD)的信号分解算法,结合自回归滑动模型(ARMA)的次同步振荡模态辨识方法。首先,采用小波阈值对风电机组输出的有功功率进行去噪处理;其次,使用VMD对去噪后的信号进行分解,得到K个本征模态分量,为得到最优VMD分解效果,采用自适应遗传算法对惩罚因子α及模态分解层数K进行优化;最后,将信号重构并建立ARMA模型,直接辨识出次同步振荡信号的频率和阻尼比。通过仿真实验平台搭建直驱风电机组并网模型,采集次同步振荡信号进行模态辨识。仿真结果表明,与其他辨识算法相对比,所提出的基于VMD的方法具有更好的可行性和优越性。 展开更多
关键词 直驱风电机组 次同步振荡 变分模态分解 参数辨识
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基于滑模变结构的风电机组一次调频算法研究 被引量:1
16
作者 李继超 贾梦欣 +3 位作者 陈超波 张彬彬 王坤 杨冰 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第12期4998-5005,共8页
针对并网风电场中,经典一次调频控制方法存在抗干扰能力弱、机组易脱网的问题,提出一种基于滑模变结构的风电机组一次调频控制算法。首先,在永磁同步风电机组工作原理的基础上,建立含有大电网的风电机组模型。其次,为了解决传统比例积... 针对并网风电场中,经典一次调频控制方法存在抗干扰能力弱、机组易脱网的问题,提出一种基于滑模变结构的风电机组一次调频控制算法。首先,在永磁同步风电机组工作原理的基础上,建立含有大电网的风电机组模型。其次,为了解决传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制下抗干扰能力弱的问题、引入经典滑模变结构控制器。然后,针对经典滑模变结构控制器导致执行机构存在抖振较多的缺点,提出一种基于sigmoid函数趋近率的滑模变结构一次调频控制算法。最后,通过MATLAB/Simulink对风电机组一次调频进行建模仿真,并与经典控制算法相比,验证了所提算法的可行性,在风速波动和电网故障的环境下,滑模变结构一次调频控制算法更具有效性。 展开更多
关键词 风电机组 永磁同步发电机(PMSM) 一次调频 滑模变结构控制器
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结合风速预测的直驱风电机组减载调频策略
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作者 王印松 袁环环 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期101-109,共9页
直驱永磁风电机组常用的减载调频控制策略缺乏对风电机组运行经济性和调频能力的考虑,易导致系统出现调频能力不足或备用功率冗余的问题,对此提出了一种基于变减载率的优化减载调频策略。首先划分不同的风速模式,确立不同模式下的超速... 直驱永磁风电机组常用的减载调频控制策略缺乏对风电机组运行经济性和调频能力的考虑,易导致系统出现调频能力不足或备用功率冗余的问题,对此提出了一种基于变减载率的优化减载调频策略。首先划分不同的风速模式,确立不同模式下的超速与变桨距协调控制方案;其次考虑系统调频能力和发电量两因素,设计函数求取不同工况下的最优减载率;由于风速波动频繁,风机控制具有延迟,因此利用风速预测和滑动窗口法对最优减载率做进一步调整;最后搭建系统仿真模型,通过改进的频率控制动态调整减载率参与系统调频。仿真实验表明,所提控制策略与常用的策略相比在实时风速、负荷扰动下系统频率动态偏差减小、达到最低值的时间延长,风机发电量增加,桨距角变化量减小。该策略能满足调频需求,提升调频质量,减小机械磨损,提高风机运行的经济性。 展开更多
关键词 直驱永磁风电机组 可变减载率 超速控制 变桨距控制 优化减载控制
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基于储能和无功优化的直驱机组海上风电场低电压穿越策略 被引量:16
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作者 黄肖琪 周羽生 +2 位作者 周文晴 杨航 刘应杰 《电测与仪表》 北大核心 2024年第7期57-64,共8页
针对直驱永磁机组海上风电场中的低电压穿越问题,提出了一种基于储能和无功优化的控制方案。采用锂电池作为分散式储能设备,吸收故障时刻直流母线上的多余功率,抑制电网故障时机组直流侧电压上升。同时根据各台机组的不同运行状况分配... 针对直驱永磁机组海上风电场中的低电压穿越问题,提出了一种基于储能和无功优化的控制方案。采用锂电池作为分散式储能设备,吸收故障时刻直流母线上的多余功率,抑制电网故障时机组直流侧电压上升。同时根据各台机组的不同运行状况分配不同的无功指令,选取网侧变流器输出的有功功率、直流母线电压、机端电压作为评价指标,依据评价指标结果对风电场中各台风电机组低电压穿越能力进行评估,优化控制各台机组的无功出力,从而有效提高整个风电场的无功输出能力。以某海上风电场为例进行仿真分析,仿真结果表明了该方案能显著提高风电场低电压穿越能力。 展开更多
关键词 锂电池储能 海上风电场 低电压穿越 永磁直驱同步发电机 无功优化
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应用显式模型预测控制的永磁同步风电机组频率电压协同调节 被引量:2
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作者 闫逸辰 寇鹏 +4 位作者 张远航 李华 李旭东 熊尉辰 梁得亮 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期9-18,共10页
为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电... 为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电网频率和电压的能力。根据频率摆动方程和电压灵敏度模型建立了换流站母线电压和电网频率的状态空间模型;将永磁同步风电机组的有功输出和无功输出相结合,利用多个EMPC控制器计算代价函数下的最优输出并进行组合,计算出故障后永磁同步风电机组的参考功率输出,以实现送端近区频率和电压的协同控制。在MATLAB/Simulink平台进行仿真验证表明:当闭锁故障发生时,EMPC控制策略不仅可以降低送端近区的频率和电压的峰值与稳态值,而且与其他控制方法相比,频率峰值降低了0.089 Hz,电压峰值降低了0.012(标幺值)。该研究可为电力系统的频率电压控制提供理论及工程参考。 展开更多
关键词 永磁同步电机 风力发电 频率控制 电压控制 显式模型预测控制
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储能/发电机级联式供电系统功率传输控制策略 被引量:3
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作者 马志豪 孙丹 +1 位作者 年珩 赵琛 《电力工程技术》 北大核心 2024年第1期11-20,共10页
随着可再生能源渗透率的不断提升,区域电网惯性逐步降低,暂态支撑能力严重不足,给电网带来了一系列安全问题。文中提出一种储能与开绕组永磁同步发电机(open-winding permanent magnet synchronous generator,OW-PMSG)级联供电的新型分... 随着可再生能源渗透率的不断提升,区域电网惯性逐步降低,暂态支撑能力严重不足,给电网带来了一系列安全问题。文中提出一种储能与开绕组永磁同步发电机(open-winding permanent magnet synchronous generator,OW-PMSG)级联供电的新型分布式并网发电拓扑,在保证可再生能源消纳的前提下,重新利用原有柴油机,为电网提供功率后备以及惯量支撑。通过对OW-PMSG进行建模以及系统功率流矢量分析,设计基于源网相位差闭环控制的功率传输策略,实现发电机的稳定同步运行。基于该策略,拓扑中的储能变流器可具备同步发电机特性,实现了电网惯性和暂态支撑能力的进一步提升。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 可再生能源 开绕组永磁同步发电机(OW-PMSG) 储能系统 级联供电 分布式发电 暂态支撑
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