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配置STATCOM的DFIG风电场在不对称电网故障下的控制策略 被引量:34
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作者 郑重 杨耕 耿华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第19期27-38,22,共12页
该文研究在不对称电网故障穿越的第2阶段,双馈式(doubly-fed induction generator,DFIG)风电场如何实现"自身不脱网安全运行并同时满足并网导则无功支撑要求"的问题。由于受限于变流器的容量,DFIG机组无法保证在所有故障情况... 该文研究在不对称电网故障穿越的第2阶段,双馈式(doubly-fed induction generator,DFIG)风电场如何实现"自身不脱网安全运行并同时满足并网导则无功支撑要求"的问题。由于受限于变流器的容量,DFIG机组无法保证在所有故障情况下实现既定的控制目标。为此,通过引入最优化的方法,分析了变流器容量限制条件下DFIG机组的可控性问题,得到了以电网电压不平衡度所量化表示的可控区,指出为确保在不对称跌落故障较严重时能满足并网导则要求,有必要在DFIG风电场层面配置静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)以降低场内DFIG机组的机端电压不平衡度。最后,设计了STATCOM所需容量最小的电压补偿控制策略,并给出了相应的容量匹配方法。仿真结果验证了该文提出的在不对称低电压穿越(lowvoltage ride-through,LVRT)第2阶段DFIG机组可控区的正确性、STATCOM辅助控制策略的有效性以及相应容量匹配方法的可行性。 展开更多
关键词 风力发电 双馈感应发电机 不对称电网故障 低电压穿越 静止同步补偿器 容量匹配
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不对称电网故障下双馈风电机组低电压穿越方案比较研究 被引量:15
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作者 李辉 廖勇 +1 位作者 姚骏 刘刃 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期77-86,共10页
相比于对称电网故障,不对称电网故障在实际电力系统运行中发生的概率更大,其对双馈风电机组(DFIG)的'有害'影响也更大。首先分析了不对称电网故障下双馈风电机组的瞬态特性,继而结合仿真,研究了双馈风电机组各种低电压穿越(LVRT... 相比于对称电网故障,不对称电网故障在实际电力系统运行中发生的概率更大,其对双馈风电机组(DFIG)的'有害'影响也更大。首先分析了不对称电网故障下双馈风电机组的瞬态特性,继而结合仿真,研究了双馈风电机组各种低电压穿越(LVRT)技术方案在严重不对称电网故障下的运行特性。在此基础之上,对不同的低电压穿越方案进行了深入分析研究,阐述了其运行特点,并进一步探讨了各种低电压穿越方案的经济性,为工程实现各种低电压穿越方案奠定基础。 展开更多
关键词 风力发电 风力机 严重不对称电网故障 低电压穿越 双馈感应发电机 串联网侧变换器
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不对称电网故障下风力发电系统机械载荷分析(英文) 被引量:5
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作者 闫卓 宋战锋 +1 位作者 张超 李阳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期219-228,共10页
在风电机组单机容量不断增大、装机总量持续攀升的现有形势下,风力发电系统面临着电网故障穿越运行等日益复杂的运行工况,对电气性能和机械部件均提出了严峻挑战。本文针对风力发电系统的运行特点,从电网电压对称跌落、电网电压不对称... 在风电机组单机容量不断增大、装机总量持续攀升的现有形势下,风力发电系统面临着电网故障穿越运行等日益复杂的运行工况,对电气性能和机械部件均提出了严峻挑战。本文针对风力发电系统的运行特点,从电网电压对称跌落、电网电压不对称等工况下风力发电运行稳定角度出发,基于联合建模思想构建风力发电系统模型,并对其可信度进行评估。在此基础上,研究电网故障特别是不对称故障对叶片与塔架机械载荷的影响机理。研究结果表明,在电网电压跌落、电网不对称等工况下,风力发电系统的电磁转矩将产生振荡,对叶尖摆振模态和塔架侧向弯曲模态模态带来较大影响,增大叶片、塔架等部件的机械载荷,而电网对称及不对称故障对叶尖挥舞模态以及塔架前后弯曲模态的影响程度有限。 展开更多
关键词 风力发电系统 电压跌落 电网不对称故障 载荷分析
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不对称电网故障时风电网侧变流器控制的数/模仿真 被引量:6
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作者 刘其辉 蔚芳 +1 位作者 王志明 谢孟丽 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期33-38,共6页
不对称电网故障时网侧变流器的有效控制,对提高风电机组的并网运行能力具有重要意义。文中采用优选的序分量分解算法,设计了基于正、负序双dq电流调节的网侧变流器控制策略。为验证控制策略并克服纯数字仿真和物理实验的缺点,采用实时... 不对称电网故障时网侧变流器的有效控制,对提高风电机组的并网运行能力具有重要意义。文中采用优选的序分量分解算法,设计了基于正、负序双dq电流调节的网侧变流器控制策略。为验证控制策略并克服纯数字仿真和物理实验的缺点,采用实时数字仿真器(RTDS)和自主开发的数字信号处理器(DSP)控制器,构建了双馈风电机组数/模混合仿真系统。对一台2 MW机组的数/模混合仿真证明了控制策略的正确性和方案的有效性。 展开更多
关键词 不对称电网故障 网侧变流器 实时数字仿真器(RTDS) 数/模混合仿真 风力发电 双馈感应发电机
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三相并网变流器在电网不对称故障时的有功功率安全运行区域 被引量:10
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作者 熊浩 杜雄 +1 位作者 孙鹏菊 籍勇亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期6110-6118,共9页
当电网发生不对称故障时,向电网注入有功功率可以减小有功缺额,避免大面积甩负荷。为了在保证变流器自身安全的前提下最大限度地注入有功功率,综合考虑电压源型变流器在不对称故障时可能面临的直流母线过压、过流、有功功率二倍频波动... 当电网发生不对称故障时,向电网注入有功功率可以减小有功缺额,避免大面积甩负荷。为了在保证变流器自身安全的前提下最大限度地注入有功功率,综合考虑电压源型变流器在不对称故障时可能面临的直流母线过压、过流、有功功率二倍频波动等问题,分析变流器的安全运行区域。根据安全运行区域,得到在不同故障类型、不同跌落程度下最大有功功率输出能力的解析表达式。另外,将有功功率波动不再简单地限制为0,而是限制在安全允许范围内,较大程度地提升了最大有功功率输出能力,如在单相接地故障下相对增大的百分比最高可达45%。仿真和实验结果证明了有功功率安全运行区域以及最大有功功率输出能力提升的结论。将安全运行区域分析结论应用于电网故障时的最大相电流最小化的优化控制。 展开更多
关键词 并网变流器 不对称电网故障 最大有功功率 安全运行区域 优化控制
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电网不对称故障时全功率变流器风电机组控制策略 被引量:30
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作者 陈毅东 杨育林 +2 位作者 王立乔 孙俊杰 万承宽 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期75-80,共6页
电网导则要求并网风电机组在电网电压在一定范围内瞬间跌落时不脱网运行。为满足这一要求,研究了全功率变流器风电机组在电网故障时的运行特性。建立了不对称电网故障下网侧变流器的数学模型,分析了正、负序双电流控制策略存在问题的原... 电网导则要求并网风电机组在电网电压在一定范围内瞬间跌落时不脱网运行。为满足这一要求,研究了全功率变流器风电机组在电网故障时的运行特性。建立了不对称电网故障下网侧变流器的数学模型,分析了正、负序双电流控制策略存在问题的原因,提出了一种直流侧采样电压带变频陷波函数的双电流控制策略,并针对电网频率波动的情况加入锁相环对陷波器进行实时修正。仿真结果表明:当电网出现不对称故障和频率波动时,所提出的控制策略较正、负序双电流控制策略具有更好的动态调节性能。 展开更多
关键词 风力发电 全功率变流器 鼠笼式异步发电机 电网不对称故障 双电流环控制
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电网不对称故障下PWM整流器输入输出功率谐振控制 被引量:11
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作者 王萌 施艳艳 沈明辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期597-603,共7页
为提高三相脉冲宽度调制(PWM)整流器在电压不对称时的运行性能,分析了电网电压不对称故障下三相PWM整流器在同步旋转坐标系中的瞬时输入无功、输出有功功率模型,采用基于比例谐振(PR)控制器的功率补偿环节对整流器输入无功功率和输出有... 为提高三相脉冲宽度调制(PWM)整流器在电压不对称时的运行性能,分析了电网电压不对称故障下三相PWM整流器在同步旋转坐标系中的瞬时输入无功、输出有功功率模型,采用基于比例谐振(PR)控制器的功率补偿环节对整流器输入无功功率和输出有功功率波动进行补偿。比例谐振控制器能够对波动变量进行直接控制,因此,控制系统不包含对电流、电压的正、负相序分解过程,提高了系统的响应速度。提出的控制系统能够在电压单相30%跌落条件下,有效消除整流器输入无功功率及输出有功功率的2倍频波动,维持直流母线电压稳定和单位功率因数运行。与输入功率谐振补偿策略进行的仿真与实验研究对比证明了所提控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 PWM整流器 功率谐振控制 电网电压不对称故障 比例谐振控制器 输入无功功率 输出有功功率
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电网电压不对称故障时双馈风电机组多目标优化控制 被引量:3
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作者 孙承奇 潘庭龙 纪志成 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第6期775-780,共6页
文章首先对电网不对称故障对双馈风电机组造成的影响进行分析,采用转子侧和网侧变换器的比例积分谐振控制器(PIR)来简化传统低压穿越控制结构;通过引入两个可调参数,从而对前馈量进行调节来得到不对称故障期间双馈电机的多目标优化控制... 文章首先对电网不对称故障对双馈风电机组造成的影响进行分析,采用转子侧和网侧变换器的比例积分谐振控制器(PIR)来简化传统低压穿越控制结构;通过引入两个可调参数,从而对前馈量进行调节来得到不对称故障期间双馈电机的多目标优化控制策略;在仔细研究模型的基础上,通过对电网电压不对称故障时双馈风电机组的多目标优化控制的PSCAD模型进行仿真试验,仿真结果表明,该方案对于电网电压不对称故障时的LVRT有一定的可行性。 展开更多
关键词 电网电压不对称故障 风力发电 低压穿越 前馈控制 多目标优化控制
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适用于电网不对称故障的双馈风力发电机虚拟同步控制策略 被引量:28
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作者 程雪坤 孙旭东 +2 位作者 柴建云 刘辉 宋鹏 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期120-126,共7页
双馈感应发电机(DFIG)虚拟同步控制策略可使DFIG为电网提供频率与电压支撑,改善其并网特性。现有虚拟同步控制策略的主要目标是模拟同步发电机机电动态特性,未深入探讨电磁暂态过程中如何对DFIG进行控制。分析了电网发生不对称故障时,... 双馈感应发电机(DFIG)虚拟同步控制策略可使DFIG为电网提供频率与电压支撑,改善其并网特性。现有虚拟同步控制策略的主要目标是模拟同步发电机机电动态特性,未深入探讨电磁暂态过程中如何对DFIG进行控制。分析了电网发生不对称故障时,基于虚拟同步控制的DFIG的故障特性;得出了现有虚拟同步控制策略难以抑制DFIG故障电流与电磁转矩振荡的结论。在此基础上,提出了一种适用于电网不对称故障的DFIG电压补偿虚拟同步控制策略,该策略通过补偿转子电压的故障分量来改善DFIG转子电压的响应速度,抵消或削弱转子反电势故障分量的影响。仿真对比了现有虚拟同步控制策略与所提出策略的控制效果,验证了所提策略能够显著降低DFIG转子故障电流,抑制电磁转矩的暂态冲击与持续振荡,有效提高DFIG不对称故障穿越能力。 展开更多
关键词 双馈感应发电机 虚拟同步控制 电网不对称故障 电压补偿
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电网不对称故障下含飞轮储能单元的永磁直驱风电系统增强运行控制策略 被引量:14
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作者 朱小军 姚骏 +3 位作者 蒋昆 夏先锋 文一宇 龙虹毓 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期1454-1463,共10页
分析了电网不对称故障下含飞轮储能单元的永磁直驱风电系统直流母线电压波动机理,在此基础上,研究了适用于该类型风电系统低电压穿越增强运行控制策略。所提控制策略在实现电网不对称故障下发电系统向电网提供暂态无功支持的同时,亦可提... 分析了电网不对称故障下含飞轮储能单元的永磁直驱风电系统直流母线电压波动机理,在此基础上,研究了适用于该类型风电系统低电压穿越增强运行控制策略。所提控制策略在实现电网不对称故障下发电系统向电网提供暂态无功支持的同时,亦可提供3种可选的独立运行模式。所提控制方案突破传统控制模式下网侧变换器抑制直流链电压波动能力的局限,将比例积分谐振控制器(proportional integralresonant,PIR)引入飞轮电机电流闭环控制,利用飞轮储能单元吸收直流电容2倍工频脉动功率,从而有效实现故障过程中直流链电压的稳定无波动控制,进一步增强系统不对称故障穿越运行能力。通过仿真计算验证了所提控制策略的正确性和有效性。 展开更多
关键词 风力发电 飞轮储能单元 永磁直驱风电系统 电网不对称故障 比例积分谐振控制器
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电网不对称故障下混合型MMC不间断运行技术 被引量:1
11
作者 孙仕达 向往 +4 位作者 饶宏 许树楷 黄润鸿 林卫星 文劲宇 《南方电网技术》 北大核心 2018年第2期12-19,共8页
为提高混合型MMC的不间断运行能力,提出了一种混合型MMC在电网不对称故障下的控制策略。该控制器在交、直流解耦控制的架构上,引入dq坐标系下的正负序分离锁相环、准谐振控制环节、低压限流环节和零序环流抑制环节,实现了负序电流抑制,... 为提高混合型MMC的不间断运行能力,提出了一种混合型MMC在电网不对称故障下的控制策略。该控制器在交、直流解耦控制的架构上,引入dq坐标系下的正负序分离锁相环、准谐振控制环节、低压限流环节和零序环流抑制环节,实现了负序电流抑制,限制了桥臂的过电流,消除了零序二倍频环流。首先介绍了电网不对称下换流器的模型,基于功率和桥臂电流的表达式,分析了换流器受到的影响。然后针对不对称故障,设计了负序电流抑制策略、有功功率控制策略和桥臂环流抑制策略,以保证混合型MMC的安全稳定运行。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了双端MMC-HVDC模型,验证了所设计策略在电网不对称故障下的有效性,实现了混合型MMC的不间断运行。 展开更多
关键词 混合型MMC 电网不对称故障 负序电流抑制 低压限流 环流抑制
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电网电压不对称故障下DVR在风电场中的应用 被引量:1
12
作者 王有荣 王媛 那森 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第8期1203-1208,共6页
针对180 MW的风电场在电网电压不对称故障下,对整个风电场群组各电气量造成的影响,提出了将三、单相动态电压恢复器(DVR)串联在风电场35 k V等级上的解决方案。对电网电压不对称时DFIG数学模型的暂态特性进行了理论分析,并且利用DVR对... 针对180 MW的风电场在电网电压不对称故障下,对整个风电场群组各电气量造成的影响,提出了将三、单相动态电压恢复器(DVR)串联在风电场35 k V等级上的解决方案。对电网电压不对称时DFIG数学模型的暂态特性进行了理论分析,并且利用DVR对风电场35 k V出口电压进行补偿,可使风电场群组的定子电压、转子电流和直流侧电压恢复至正常状态。采用正弦幅值积分器(SAI)作为电网电压的检测电路为DVR提供触发信号。在MATLAB/Simulink中建立了风电场和DVR仿真模型,仿真结果表明,在电网电压不对称故障时,投入DVR可以有效提升风电场不脱网运行能力。 展开更多
关键词 风电场 电网电压不对称故障 正弦幅值积分器 动态电压恢复器 不脱网运行
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不对称电网电压下基于正负序分量检测风电换流器控制策略 被引量:6
13
作者 蒋辰晖 《电网与清洁能源》 北大核心 2016年第1期89-94,共6页
提出了不对称电网的概念,阐述了电网电压不平衡产生的原因和典型的故障类型,给出了滤波器法和1/4周期延时法2种正负序分量检测方法。在正负序分量检测的基础上,讨论了针对不对称电网的改进的双闭环控制方案,通过建立正负序d、q坐标轴下... 提出了不对称电网的概念,阐述了电网电压不平衡产生的原因和典型的故障类型,给出了滤波器法和1/4周期延时法2种正负序分量检测方法。在正负序分量检测的基础上,讨论了针对不对称电网的改进的双闭环控制方案,通过建立正负序d、q坐标轴下的电流、电压和功率的方程,使得改进以后的双闭环系统可以使PWM换流器工作在不对称电网中,并保持输入电流正弦以及输出直流电压恒定。使用Matlab/Simulink工具进行了仿真验证,结果表明:基于正负序分量检测的双闭环控制策略能够在对称和不对称电网下都有良好的表现,因此可以实现故障电网下的不间断运行。 展开更多
关键词 风力发电 PWM换流器 正负序检测 不对称电网故障
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一种改进的不对称故障下光伏并网控制策略 被引量:2
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作者 黄鑫 易映萍 +1 位作者 范丽君 鲍伟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期439-446,共8页
光伏并网逆变器在电网发生不对称故障时,其注入到电网中的电流将是非正弦或不对称的,传输至电网的有功、无功功率也会产生不可控振荡。为了抑制电网不对称故障对光伏系统输出电流及功率造成的影响,在传统解决方案—基于解耦双同步旋转... 光伏并网逆变器在电网发生不对称故障时,其注入到电网中的电流将是非正弦或不对称的,传输至电网的有功、无功功率也会产生不可控振荡。为了抑制电网不对称故障对光伏系统输出电流及功率造成的影响,在传统解决方案—基于解耦双同步旋转坐标系(Decoupled Double Synchronous Reference Frame,DDSRF)控制策略的基础上,提出一种带前馈和附加反馈环的改进型DDSRF控制策略。该方法可在电网不对称故障下准确地检测出并网电流的正、负序直流分量,加快实现测量电流对参考电流的零稳态误差跟踪。利用实时数字仿真器(Real Time Digital Simulator,RTDS)搭建的光伏并网发电系统试验平台,对传统DDSRF控制器和改进型DDSRF控制器的控制性能进行了对比论证。试验结果证明了所述新型控制器提高了系统的动态性能,增强了光伏并网逆变器的不对称故障穿越能力。 展开更多
关键词 电网不对称故障 光伏并网逆变器 解耦双同步旋转坐标系 故障穿越
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电网不平衡状态下风电机组运行控制中电压同步信号的检测 被引量:47
15
作者 周鹏 贺益康 胡家兵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期108-113,共6页
大型风电机组所联电网并不理想,时有故障发生,给并网风电机组运行控制提出更高要求。为了增强风电机组可靠运行能力,必须对各种故障下电网的频率、相角和幅值进行准确、快速地检测,以便控制系统及时采取应对措施。作为风电机组不对称运... 大型风电机组所联电网并不理想,时有故障发生,给并网风电机组运行控制提出更高要求。为了增强风电机组可靠运行能力,必须对各种故障下电网的频率、相角和幅值进行准确、快速地检测,以便控制系统及时采取应对措施。作为风电机组不对称运行的前期研究,本文在充分研究现有锁相环(PLL)技术的基础上,提出了一种能够同时跟踪电网电压正、负序分量的新型双dqPLL方法,并通过仿真和实验验证了其优越的性能。该方法对电网不对称状态具有较强的检测能力,能为电网不对称故障下风电机组运行控制提供实施依据。 展开更多
关键词 锁相环 风力发电 电网不对称故障 电压同步信号检测
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计及负序并网标准的双馈风电机组调控关键技术
16
作者 徐海亮 费壬翔 +2 位作者 葛平娟 胡家兵 朱东海 《电网技术》 北大核心 2025年第4期1735-1749,共15页
随着风电等新能源装机规模的不断增加,全球主要风电大国、IEEE标准协会等陆续制定了风电负序并网标准。为了满足上述标准,双馈风电机组将面临暂态同步稳定性、小干扰稳定性与正-负序、机-网侧协同控制等3个方面的问题与挑战。为此,该文... 随着风电等新能源装机规模的不断增加,全球主要风电大国、IEEE标准协会等陆续制定了风电负序并网标准。为了满足上述标准,双馈风电机组将面临暂态同步稳定性、小干扰稳定性与正-负序、机-网侧协同控制等3个方面的问题与挑战。为此,该文首先介绍了国内外风电负序并网标准。接着,结合已有研究对双馈风电机组满足负序并网标准所面临的问题与挑战进行了剖析。进一步,针对所面临的问题与挑战,对双馈风电机组的负序调控关键技术进行了归纳对比。最后,对风电负序并网标准与双馈风电机组关键技术的发展前景进行了讨论与展望。 展开更多
关键词 双馈风电机组 电网不对称故障 风电负序并网标准 负序控制
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双馈异步风力发电机并网运行中的几个热点问题 被引量:209
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作者 贺益康 胡家兵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第27期1-15,共15页
目前我国风电装机容量已跃居世界首位,但因缺乏长期运行经验,在追赶和跳跃式发展中未能预见并网运行中的诸多问题,已成为其发展瓶颈。为满足电网规范要求的电网故障下不脱网运行,必须深入研讨所需控制策略和保护方案。该文以双馈异步风... 目前我国风电装机容量已跃居世界首位,但因缺乏长期运行经验,在追赶和跳跃式发展中未能预见并网运行中的诸多问题,已成为其发展瓶颈。为满足电网规范要求的电网故障下不脱网运行,必须深入研讨所需控制策略和保护方案。该文以双馈异步风力发电机为对象,综述、分析、讨论其并网运行中,特别是电网故障条件下有效控制中的一些热点问题,如低电压穿越、Crowbar技术、电网故障特别是不对称故障下的不脱网运行控制及与之相关的新型控制器设计等,以期增强弱电网条件下风电机组的并网运行能力。 展开更多
关键词 双馈异步风力发电机 并网运行 电网规范 低电压穿越 不对称电网故障 比例-积分-谐振控制器
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基于模型参考自适应算法的三相锁相环系统 被引量:16
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作者 裴喜平 郝晓弘 陈伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期196-204,共9页
针对电网不对称故障下的锁相问题,提出了基于模型参考自适应算法的三相锁相环系统。在建立三相电压系统动态模型的基础上,设计了具有频率自适应的状态观测器,采用李雅普诺夫稳定性理论设计了频率估计自适应率,使系统具有全局稳定性,在... 针对电网不对称故障下的锁相问题,提出了基于模型参考自适应算法的三相锁相环系统。在建立三相电压系统动态模型的基础上,设计了具有频率自适应的状态观测器,采用李雅普诺夫稳定性理论设计了频率估计自适应率,使系统具有全局稳定性,在对系统合理简化的基础上,设计了自适应系统中的关键参数,满足了系统对动态性能的要求。系统能在不对称条件下对电网中正、负序分量进行快速、精确估计,从而达到对包括正序相位在内的电网电压属性锁定的目的。由于采用了自适应思想,系统对电网电压不对称突变、频率波动具有很强的鲁棒性。仿真和实验结果验证了算法的可行性。 展开更多
关键词 自适应系统 锁相环 电网不对称故障 频率不确定性
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