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基于变流器联合控制的永磁风电机组孤网调频方法 被引量:6
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作者 杨俊友 王海鑫 +4 位作者 白殿春 邢作霞 张华友 董丽萍 郑伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期2887-2895,共9页
针对孤网中负荷与分布式电源波动引起的频率骤变及小幅振荡问题,展开永磁风电机组孤网调频研究。基于改进的转矩下垂控制算法,提出一种变流器小信号动态模型,探讨降载系数与下垂系数对机侧变流器输入功率的影响,以及直流母线电压补偿值... 针对孤网中负荷与分布式电源波动引起的频率骤变及小幅振荡问题,展开永磁风电机组孤网调频研究。基于改进的转矩下垂控制算法,提出一种变流器小信号动态模型,探讨降载系数与下垂系数对机侧变流器输入功率的影响,以及直流母线电压补偿值对网侧变流器输出功率的影响。为抑制风速及负荷扰动,设计基于H_∞理论的联合控制器,给出控制器相关参数,优化变流器输入、输出功率,从而在机组稳定运行前提下提高孤网抗扰动能力,有效减弱频率骤变并抑制小幅振荡。联合控制与其他控制方法仿真分析表明,基于变流器联合控制机组运行数据较稳定,且孤网频率波动最小。最后通过实验进一步验证所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 永磁风电机组 联合控制 降载控制 功率分配 频率调节
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提升直驱型永磁风电机组故障穿越能力的改进控制策略研究 被引量:21
2
作者 边晓燕 田春笋 符杨 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期69-74,共6页
为了提高直驱型永磁风电机组故障穿越能力,提出一种新的故障穿越策略。通过采用紧急变桨技术,减少故障期间风机的出力,降低直流母线两端的功率不平衡,以限制直流母线过电压。提出一种新颖的控制直流母线侧电容器投切方案,故障期间增加... 为了提高直驱型永磁风电机组故障穿越能力,提出一种新的故障穿越策略。通过采用紧急变桨技术,减少故障期间风机的出力,降低直流母线两端的功率不平衡,以限制直流母线过电压。提出一种新颖的控制直流母线侧电容器投切方案,故障期间增加直流电容容量,进一步限制故障期间直流母线电压骤升。充分利用风电机组的无功能力,网侧变流器采用电压控制模式,为系统在故障期间提供无功支撑。给出了详细的故障穿越方案,并在仿真软件DIg SILENT中建立仿真模型,设计了低电压故障和高电压故障两个算例。仿真结果表明,所提出的控制策略可有效的限制故障期间直流母线过电压,为系统提供了足够的无功支撑,协助并网点电压快速恢复,提升了风电机组的故障穿越能力。 展开更多
关键词 永磁风电机组 故障穿越 紧急变桨 直流母线 变流器
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线性自抗扰控制器在直驱式永磁风电机组虚拟惯量控制中的优化应用 被引量:4
3
作者 黄河 侍乔明 +1 位作者 付立军 王刚 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期54-60,共7页
针对常规PID控制器存在参数难以调节、抗干扰能力较弱,且参与调频后风机转速恢复速度慢、容易引起频率的二次波动等问题,提出了一种基于线性自抗扰控制器的直驱式永磁风电机组虚拟惯量控制新方法。通过优化辅助控制功率,使机组在抑制系... 针对常规PID控制器存在参数难以调节、抗干扰能力较弱,且参与调频后风机转速恢复速度慢、容易引起频率的二次波动等问题,提出了一种基于线性自抗扰控制器的直驱式永磁风电机组虚拟惯量控制新方法。通过优化辅助控制功率,使机组在抑制系统频率波动的基础上能够快速恢复风机转速,减弱对系统频率造成的二次扰动。仿真实验和物理实验验证了该方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 直驱式永磁风电机组 虚拟惯量控制 转速恢复 PIDVIC LARDVIC
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一种直驱永磁风电机组的减载调频控制策略 被引量:8
4
作者 王印松 王艳飞 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第2期271-277,共7页
文章针对风电并网容量增加导致系统调频能力不足的问题,提出了一种超速和变桨距协调的减载调频控制策略。首先给出了低、中、高3种风速模式的判定方法,然后通过设置初始功率跟踪曲线系数和调节桨距角实现直驱永磁风电机组的减载运行。... 文章针对风电并网容量增加导致系统调频能力不足的问题,提出了一种超速和变桨距协调的减载调频控制策略。首先给出了低、中、高3种风速模式的判定方法,然后通过设置初始功率跟踪曲线系数和调节桨距角实现直驱永磁风电机组的减载运行。在频率控制中,优先采用超速控制,当转速达到额定转速时,再启用变桨距控制,并且变桨距控制可分为低、中、高3种风速控制模式。仿真分析表明,基于所提减载调频控制策略,直驱永磁风电机组能在全风速范围预留一定比例的备用容量,实现双向频率控制,并能改善系统频率的暂态和稳态响应。 展开更多
关键词 直驱永磁风电机组 减载运行 频率控制 超速控制 变桨距控制
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直驱永磁风电机组的改进附加惯性控制方法 被引量:3
5
作者 王印松 王艳飞 +1 位作者 商丹丹 李珂 《电网与清洁能源》 北大核心 2016年第7期112-117,124,共7页
风电并网容量的增加将导致系统惯性降低,不利于电网安全稳定运行。针对附加惯性控制与最大功率跟踪控制之间存在相互影响的问题,提出改进附加惯性控制方法。该控制方法不仅可以利用附加惯性控制的辅助功率对系统频率提供支撑,还可以根... 风电并网容量的增加将导致系统惯性降低,不利于电网安全稳定运行。针对附加惯性控制与最大功率跟踪控制之间存在相互影响的问题,提出改进附加惯性控制方法。该控制方法不仅可以利用附加惯性控制的辅助功率对系统频率提供支撑,还可以根据系统频率变化调节转速,补偿最大功率跟踪控制的有功参考,从而避免了2种控制在动态调节过程中的相互影响,使得机组的输出功率更好地响应系统频率的变化。仿真分析验证了在改进的控制方法下,直驱永磁风电机组不仅减小了负荷扰动初期的频率变化率,还缩短了系统频率调节时间,调频效果得到改善。 展开更多
关键词 直驱永磁风电机组 虚拟惯量 最大功率跟踪 频率控制 转速补偿
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减载运行方式下直驱永磁风电机组虚拟同步控制策略 被引量:4
6
作者 包广清 李媛 +1 位作者 马明 汪宁渤 《电气工程学报》 2019年第3期47-53,共7页
随着风电并网容量的增加,导致系统惯量支撑能力不足,电网频率失稳等问题日益显著,虚拟同步发电机技术模拟同步发电机运行特性成为一种有效的解决方案。以风电场主流机型之一的直驱永磁风电机组为研究对象,在并网控制中引入虚拟同步控制... 随着风电并网容量的增加,导致系统惯量支撑能力不足,电网频率失稳等问题日益显著,虚拟同步发电机技术模拟同步发电机运行特性成为一种有效的解决方案。以风电场主流机型之一的直驱永磁风电机组为研究对象,在并网控制中引入虚拟同步控制策略,提高直驱永磁风电机组的等效惯量,使其向电网输送平滑功率。并利用机组自身超速和变桨协调控制提供备用容量,通过虚拟同步发电机的惯量响应控制环节增发有功出力,从而提升系统一次调频能力。仿真结果表明,所提出的协调控制策略能够充分利用风电机组自身减载运行和虚拟同步发电机技术,有效提升并网系统的频率稳定和惯性支撑效果,有利于电力系统的安全稳定运行。 展开更多
关键词 直驱永磁风电机组 虚拟同步控制 备用容量 惯量 一次调频
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基于测试数据的直驱永磁风电机组简化等值建模和参数辨识(英文)
7
作者 张仰飞 王伟胜 郝思鹏 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期64-68,共5页
风电机组工作状态可以分为正常、故障和故障恢复过程,故障期间和故障恢复过程中变流器的控制策略会改变。分析直驱永磁风电机组电压跌落测试数据,机组外特性存在逻辑判断、限幅等强非线性环节,难以进行机理建模。对机组进行非机理建模,... 风电机组工作状态可以分为正常、故障和故障恢复过程,故障期间和故障恢复过程中变流器的控制策略会改变。分析直驱永磁风电机组电压跌落测试数据,机组外特性存在逻辑判断、限幅等强非线性环节,难以进行机理建模。对机组进行非机理建模,根据机组输出的外特性构建其简化模型,其中阻抗反映机组短路电流特性,电流源控制回路反映机组功率输出特性。电流源控制回路根据直驱永磁风电机组定功率、定电压的控制特性构建,其考虑了控制目标、时间常数、限幅以及逻辑等环节。简化模型中的参数通过电压跌落实测数据辨识获得。仿真结果表明所提模型能准确反映机组在电压跌落过程中的特性,满足暂态稳定分析的要求。 展开更多
关键词 参数辨识 永磁风电机组 模型
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永磁风电机组全程高效风能获取非线性控制器设计
8
作者 王冰 张一鸣 周建良 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期166-170,共5页
针对永磁风电机组中存在的主要非线性环节(风能捕获功率的复杂非线性、发电机的典型非线性),设计风机转子角速度决策环节和非线性控制器,实现对风电机组的精确控制,达到全风速范围高效风能获取的目标。首先通过非线性观测器得到风速估计... 针对永磁风电机组中存在的主要非线性环节(风能捕获功率的复杂非线性、发电机的典型非线性),设计风机转子角速度决策环节和非线性控制器,实现对风电机组的精确控制,达到全风速范围高效风能获取的目标。首先通过非线性观测器得到风速估计值,然后通过风能捕获功率的复杂非线性函数分析得到角速度参考值,最后利用角速度参考值与实际角速度值的差值驱动非线性控制器得到控制电压,以实现全程高效风能获取。针对风电机组模型,基于Lyapunov定理设计非线性控制器,能使实际角速度准确跟踪理想角速度的变化。仿真验证结果表明,非线性控制器的设计方法可行、有效。 展开更多
关键词 永磁风电机组 非线性控制器设计 Lyapunov定理 高效
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直驱永磁风电机组LVRT模型参数的整定方法与实测验证 被引量:10
9
作者 黄桦 潘学萍 +2 位作者 李佳伟 袁小明 鞠平 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期155-160,共6页
针对直驱永磁风电机组,提出低电压穿越(LVRT)模型参数的整定方法。基于直驱永磁风电机组的通用模型结构,计算各参数的轨迹灵敏度,获得LVRT模型的关键参数。指出由于参数的非线性特性,现有的基于轨迹灵敏度的参数辨识方法难以适用。为此... 针对直驱永磁风电机组,提出低电压穿越(LVRT)模型参数的整定方法。基于直驱永磁风电机组的通用模型结构,计算各参数的轨迹灵敏度,获得LVRT模型的关键参数。指出由于参数的非线性特性,现有的基于轨迹灵敏度的参数辨识方法难以适用。为此,提出将参数调整与参数优化相结合的参数整定方法。以某直驱永磁风电机组为例,基于实测数据进行了参数整定及模型验证,并进行了其他扰动场景下的适应性分析,结果验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 直驱永磁风电机组 压穿越 参数整定 实测验证 轨迹灵敏度 适应性分析 模型
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直驱永磁风电机组高电压穿越协调控制策略 被引量:15
10
作者 卢一菲 陈冲 +1 位作者 金成日 阎其业 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2020年第15期50-60,共11页
提出直驱永磁风电机组高电压故障穿越控制策略。分析直驱永磁风电机组暂态运行特性,研究变流器运行不同区域的电压向量关系,分析直流电容电压跃升机理。设计直驱永磁风电机组上层控制策略,实现机网侧变流器执行层的dq功率参考值由不同... 提出直驱永磁风电机组高电压故障穿越控制策略。分析直驱永磁风电机组暂态运行特性,研究变流器运行不同区域的电压向量关系,分析直流电容电压跃升机理。设计直驱永磁风电机组上层控制策略,实现机网侧变流器执行层的dq功率参考值由不同机端电压跃升度决定。PSCAD/EMTDC中的仿真结果表明:机端电压跃升幅度较小时,该控制策略不仅可确保直驱永磁风电机组直流电容电压稳定在安全值以内,且在不影响风电机组向电网注入有功功率的同时,还可向故障点注入一定感性无功功率,支撑母线故障电压恢复;机端电压跃升幅度较大时,该控制策略通过网侧变流器向电网注入容性无功功率防止直流电容电压越限,在满足变流器容量约束条件的前提下,向电网注入有功功率。 展开更多
关键词 直驱永磁风电机组 压穿越 故障 控制策略 压跃升
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基于风电制氢与超级电容器混合储能的可控直驱永磁风电机组建模与控制 被引量:19
11
作者 韩舒淇 李文鑫 +1 位作者 陈冲 梁立中 《广东电力》 2019年第5期1-12,共12页
针对风电机组出力波动导致电网调峰压力较大、弃风率较高现象,提出一种基于风电制氢与超级电容器混合储能的可控型直驱永磁风电机组的解决方案。建立了直驱永磁风电机组、制氢装置(电解槽、压缩机、储氢罐)及超级电容器的数学模型,并构... 针对风电机组出力波动导致电网调峰压力较大、弃风率较高现象,提出一种基于风电制氢与超级电容器混合储能的可控型直驱永磁风电机组的解决方案。建立了直驱永磁风电机组、制氢装置(电解槽、压缩机、储氢罐)及超级电容器的数学模型,并构建一种电解槽堆与超级电容器组耦合于直驱永磁风电机组中间直流母线的结构。提出可控型直驱永磁风电机组的上层控制策略,同时推导了直驱永磁风电机组单元与混合储能单元(电解槽、超级电容器)的控制方程。剖析可控型直驱永磁风电机组运行于各工况下的协调控制策略,并通过PSCAD/EMTDC仿真验证所建模型的准确性及上层控制策略的有效性。结果证明:利用风电制氢与超级电容器可使直驱永磁风电机组出力可控、友好入网,减缓电网的调峰压力,提高风能利用率。 展开更多
关键词 直驱永磁风电机组 制氢 超级容器 控制策略 可控
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结合风速预测的直驱风电机组减载调频策略
12
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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风力发电机组高电压穿越问题及其基本解决方案 被引量:11
13
作者 朱永利 艾斯卡尔 +2 位作者 刘少宇 王海龙 朱斯 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第5期6-11,共6页
在研究世界风电主流市场区域风电并网规程高电压穿越技术规定的基础上,总结了各国并网规程高电压穿越技术要求和关键技术指标。分析了两种主流风电机组在电网侧电压骤升时的暂态特性,同时讨论了风电机组是否具备高电压穿越能力对电力系... 在研究世界风电主流市场区域风电并网规程高电压穿越技术规定的基础上,总结了各国并网规程高电压穿越技术要求和关键技术指标。分析了两种主流风电机组在电网侧电压骤升时的暂态特性,同时讨论了风电机组是否具备高电压穿越能力对电力系统的影响。最后,结合多年的实际工作经验,探讨了风电机组具备高电压穿越能力的必要性,并给出了两种主流风电机组实现高电压穿越能力的基本解决方案。 展开更多
关键词 机组 并网规程 压穿越 双馈异步机组 直驱永磁风电机组
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基于鲁棒变结构的直驱风电机组单位功率因数控制 被引量:6
14
作者 刘军 周飞航 +1 位作者 赵晨聪 张彬彬 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期524-532,共9页
针对直驱式永磁同步风电机组在控制中存在的一些不确定性因素,如因机舱温度升高使得永磁同步发电机的固有参数发生变化以及风速变化引起的扰动等,提出一种鲁棒变结构的控制策略,结合基于定子磁链定向的单位功率因数控制,并依据电压锁相... 针对直驱式永磁同步风电机组在控制中存在的一些不确定性因素,如因机舱温度升高使得永磁同步发电机的固有参数发生变化以及风速变化引起的扰动等,提出一种鲁棒变结构的控制策略,结合基于定子磁链定向的单位功率因数控制,并依据电压锁相原理实现了定子磁链的位置观测。与传统的控制方案相比,不仅可以实现单位功率因数控制,获得较好的跟踪精度及动态品质,而且依据所提方法设计的鲁棒变结构控制器能够使整个闭环系统全局稳定,且具备较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 直驱永磁风电机组 鲁棒变结构 单位功率因数 锁相环 鲁棒性
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独立微网风电机组谐波特性多目标优化分析
15
作者 刘珍 彭海伦 +1 位作者 温彩凤 汪建文 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第7期1021-1027,共7页
针对分布式永磁风电机组在独立微网中的谐波恶化问题,文章对不同匹配方式的风电机组开展谐波测试。选择电流谐波畸变率(THDi)和电压谐波畸变率(THDu)综合评价独立微网谐波,采用博弈策略改进多目标优化,提出基于权重分析法的微网谐波评... 针对分布式永磁风电机组在独立微网中的谐波恶化问题,文章对不同匹配方式的风电机组开展谐波测试。选择电流谐波畸变率(THDi)和电压谐波畸变率(THDu)综合评价独立微网谐波,采用博弈策略改进多目标优化,提出基于权重分析法的微网谐波评价方案。结果表明:选择合适的机组类型以及调节机组叶尖速比可有效降低微网谐波;基于权重分析法赋予各评价指标权重系数,借助多目标优化法求解微网中发电侧谐波极小分布区域。提出微网谐波评价的精确分析和可行性评价方法,为优化独立微网电能质量奠定基础。 展开更多
关键词 永磁风电机组 谐波 权重分析 多目标优化
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考虑变直流母线电压参考值的直驱风电机组高电压穿越控制策略 被引量:7
16
作者 张公生 王维庆 +2 位作者 王海云 葛来福 张攀 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期816-821,共6页
针对风电机组高电压脱网问题,提出了一种考虑变直流母线电压参考值与网侧无功优先控制相结合的HVRT控制策略。该策略在电压轻度骤升时,通过优化无功电流给定值,快速向故障电网注入感性无功电流;电压深度骤升时,改变直流母线电压参考值,... 针对风电机组高电压脱网问题,提出了一种考虑变直流母线电压参考值与网侧无功优先控制相结合的HVRT控制策略。该策略在电压轻度骤升时,通过优化无功电流给定值,快速向故障电网注入感性无功电流;电压深度骤升时,改变直流母线电压参考值,抑制直流侧电压波动。最后,在Simulink中搭建了1.5 MW直驱永磁风电机组仿真模型,在不同电压骤升幅度下对文章所提控制策略进行验证,结果表明,该控制策略能在不同电压骤升幅度下实现机组的HVRT,且避免Chopper电路的频繁动作,提高了机组稳定运行的能力。 展开更多
关键词 直驱永磁风电机组 母线压参考值 无功优先控制 压穿越
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基于ASW-FCM算法的风电场动态等效建模与仿真 被引量:7
17
作者 李牡丹 王印松 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1606-1616,共11页
针对直驱永磁风电机组风电场,提出一种新的动态等效建模方法。考虑风电机组间的尾流效应和风向变化计算有效输入风速,分析机组的运行特性,以反映机组运行特征的有效风速、转速、桨距角和输出功率为多分群指标。考虑机组间运行状况的差... 针对直驱永磁风电机组风电场,提出一种新的动态等效建模方法。考虑风电机组间的尾流效应和风向变化计算有效输入风速,分析机组的运行特性,以反映机组运行特征的有效风速、转速、桨距角和输出功率为多分群指标。考虑机组间运行状况的差异性和关联性,设计自适应样本定权的模糊聚类算法(Adaptive Sample Weighting Fuzzy C-means,ASW-FCM)对风电场进行最优聚类分群。根据等效前后机组输出特性不变的原则建立聚类风电机群的等效模型。以某实际风电场系统作为算例进行建模仿真,验证所提等效建模方法的合理性和准确性。 展开更多
关键词 直驱永磁风电机组 样本定权 聚类分群 等效建模
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基于频域阻抗分析的直驱风电场等值建模方法 被引量:22
18
作者 周佩朋 李光范 +2 位作者 孙华东 宋瑞华 杜宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期84-90,共7页
针对风电并网可能引发的次/超同步振荡问题,采用频域阻抗模型研究含直驱永磁风电机组(directdrive permanent magnet synchronous generator,PMSG)的风电场的等值建模方法;分析风机输入导纳对于风速的参数灵敏度;建立风电场的输入导纳... 针对风电并网可能引发的次/超同步振荡问题,采用频域阻抗模型研究含直驱永磁风电机组(directdrive permanent magnet synchronous generator,PMSG)的风电场的等值建模方法;分析风机输入导纳对于风速的参数灵敏度;建立风电场的输入导纳模型及并网系统的状态空间方程,提出将机组的输入导纳或对主导振荡模式的参与因子作为机组分群指标;基于风电场电路方程的推导,提出一种逐点消去的聚合等值方法,实现不依赖于详细模型的简化等值流程;分析不同等值机台数对于风电场输入导纳以及次/超同步振荡特性的模拟精度,并基于时域仿真进行验证。 展开更多
关键词 阻抗 等值 直驱永磁风电机组 次同步振荡
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变流器输出端RLC-plus-C新型过电压滤波器研究 被引量:1
19
作者 郑海旺 何山 +3 位作者 王维庆 王冉旭 董佳林 董广凯 《电测与仪表》 北大核心 2022年第12期124-130,共7页
为进一步抑制永磁风电机组PWM变流器高频脉冲波经长电缆传输反射造成的机侧过电压,并降低电机轴承电流,文章基于共模电流衰减法,提出一种新型RLC-plus-C无源滤波器及其设计方法。首先建立长电缆传输等效电路模型,分析过电压产生机理,引... 为进一步抑制永磁风电机组PWM变流器高频脉冲波经长电缆传输反射造成的机侧过电压,并降低电机轴承电流,文章基于共模电流衰减法,提出一种新型RLC-plus-C无源滤波器及其设计方法。首先建立长电缆传输等效电路模型,分析过电压产生机理,引入传递函数,优化滤波器参数。其次对新型滤波器的参数R_(f)、C_(c)和C_(f)进行设计,在此基础上,针对电感L_(f)的取值在Matlab中设计一套完整的计算方法。最后通过Matlab/simulink软件搭建PWM变流器-长电缆-发电机的仿真模型,引入新型滤波器,分析其过电压抑制效果,轴承电流衰减量以及功率损耗,并对比RLC和RL-C滤波器。结果表明:RLC-plus-C滤波器进一步抑制了机端过电压,同时显著地降低了轴承电流。 展开更多
关键词 永磁风电机组 RLC-plus-C 轴承 功率损耗
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