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直驱型永磁风力发电系统的电网同步化方法研究 被引量:7
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作者 姜燕 陈顺 +1 位作者 黄守道 黄科元 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期182-187,共6页
在直驱型永磁风力发电系统中,快速准确的相位同步检测是矢量控制和功率因数调节的基础;但该系统中网侧变流器的电网电压同步信号易受电网电压不对称和畸变的干扰。将一种新型锁相环应用于直驱型永磁风力发电系统的相位同步检测中,该锁... 在直驱型永磁风力发电系统中,快速准确的相位同步检测是矢量控制和功率因数调节的基础;但该系统中网侧变流器的电网电压同步信号易受电网电压不对称和畸变的干扰。将一种新型锁相环应用于直驱型永磁风力发电系统的相位同步检测中,该锁相环以软件方式实现,通过全通滤波器和简单数学运算分离出不对称电网在dq同步旋转坐标下的正序分量,同时为减少高次谐波的影响加入了低通滤波器。仿真和实验结果均验证了该方法应用于直驱型永磁风力发电系统的有效性。 展开更多
关键词 风力发电系统 电网同步 锁相环 电压不对称 电压相量角 同步电机
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基于滑模的直驱型永磁风力发电机控制 被引量:7
2
作者 黄科元 郑磊 +2 位作者 黄守道 肖磊 黄唯 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第1期132-135,140,共5页
针对安装速度传感器给直驱型永磁风力发电系统带来的可靠性降低、成本增加等缺陷,采用无速度传感器的方法对发电机的转子角度和位置进行估测。结合滑模观测器对电机参数和测量的鲁棒性强以及转子磁链定向的矢量控制能够实现dq轴的解耦... 针对安装速度传感器给直驱型永磁风力发电系统带来的可靠性降低、成本增加等缺陷,采用无速度传感器的方法对发电机的转子角度和位置进行估测。结合滑模观测器对电机参数和测量的鲁棒性强以及转子磁链定向的矢量控制能够实现dq轴的解耦控制的优点,建立了基于滑模观测器的直驱型永磁风力发电机的无速度传感器控制系统模型。该系统不仅能够精确地获得转子转速和相位信息,实现高性能的矢量控制,而且能够实现有功、无功功率的独立调节。为了解决传统滑模观测器不连续的砰-砰控制产生的高频抖动,引入了连续的饱和函数。2 MW直驱型永磁风力发电机控制系统仿真验证了该方案的可行性,7.5 KW模拟系统实验结果进一步表明系统具有良好的动静态性能。 展开更多
关键词 滑模观测器 风力发电 直驱型永磁风力发电系统 饱和函数
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直驱型永磁同步风力发电机机侧变流器谐波抑制 被引量:30
3
作者 肖磊 黄守道 +2 位作者 黄科元 陈自强 熊山 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期31-37,共7页
永磁同步发电机定子电流中含有大量谐波,会大大增加电机的铜耗与铁耗,降低发电机组效率。该文利用谐振控制器对交流信号无差控制,针对定子电流中的主要谐波,采用谐振角频率可变的比例积分谐振控制器(PI-resonant controller,PI-RES cont... 永磁同步发电机定子电流中含有大量谐波,会大大增加电机的铜耗与铁耗,降低发电机组效率。该文利用谐振控制器对交流信号无差控制,针对定子电流中的主要谐波,采用谐振角频率可变的比例积分谐振控制器(PI-resonant controller,PI-RES controller)提出一种新的机侧变流器控制策略,在转子同步旋转坐标系下对定子电流进行控制,对指定次谐波进行抑制。仿真与实验结果表明,所述控制策略对指定次谐波电流抑制效果明显,提高了发电机组的效率。 展开更多
关键词 风力发电 谐振控制器 谐波抑制 同步发电 变流器
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直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪控制 被引量:154
4
作者 赵仁德 王永军 张加胜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第27期106-111,共6页
为提高直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪的效果,根据风力机的输出特性,阐明最佳特性曲线法实现风力发电系统最大功率追踪的原理,分析转速控制和功率控制方案的不足,提出基于最佳电磁转矩给定的最大功率追踪方案和一种适合于永磁... 为提高直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪的效果,根据风力机的输出特性,阐明最佳特性曲线法实现风力发电系统最大功率追踪的原理,分析转速控制和功率控制方案的不足,提出基于最佳电磁转矩给定的最大功率追踪方案和一种适合于永磁同步发电机(pemanent magnet synchronous generator,PMSG)的转子初始位置检测方法。分别构建了以TMS320F2812DSP为控制核心的10kW风力机模拟系统和直驱式永磁同步风力发电系统,进行初始位置的检测、风速稳定和突变时系统的运行实验,实验结果验证了所提出的转子初始位置检测方法和最大功率追踪方案的有效性。 展开更多
关键词 风力发电 最大功率追踪 同步发电
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基于Popov超稳定的直驱式波浪发电系统滑模控制 被引量:1
5
作者 谢子森 杨俊华 +2 位作者 邱孟 黄纬邦 林汇金 《电测与仪表》 北大核心 2025年第1期176-182,共7页
直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速... 直驱式波浪发电系统工作环境恶劣,速度传感器安装维护困难,为此提出基于模型参考自适应控制的速度观测器和滑模变结构算法相结合的控制策略。以永磁直线同步电机电压电流为输入,基于可调模型、参考模型和采用Popov超稳定性理论确定的速度自适应律三部分,设计速度观测器。通过分析波能转换装置水动力方程,获得最大功率捕获时的期望电流,采用滑模控制算法快速跟踪之。仿真结果表明,所提出的速度观测器可实现速度精确辨识,滑模控制策略可准确跟踪电流期望值,功率优化效果明显,系统鲁棒性强。 展开更多
关键词 式波浪发电系统 同步线电机 MRAS Popov超稳定
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永磁直驱风力发电系统最大功率追踪策略研究 被引量:18
6
作者 孟克其劳 陈虎 +2 位作者 钱春震 马建光 道日娜 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第22期83-87,93,共6页
功率最大追踪一直作为直驱式永磁同步风力发电系统的核心控制技术。基于风力机功率输出特性曲线,分析了风力机的工作过程及在不同风速下对应的控制策略。在额定风速以下时设计了利用转速外环和电流内环相结合的双闭环控制,并结合空间矢... 功率最大追踪一直作为直驱式永磁同步风力发电系统的核心控制技术。基于风力机功率输出特性曲线,分析了风力机的工作过程及在不同风速下对应的控制策略。在额定风速以下时设计了利用转速外环和电流内环相结合的双闭环控制,并结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的风力机变速控制方案;在额定风速时设计了利用模糊-PID复合控制器控制的变桨距控制方案。基于Matlab软件对设计的系统进行理论仿真验证,仿真结果证明所设计功率最大追踪控制策略具有良好的稳态和动态性能。 展开更多
关键词 风力发电 同步发电 功率最大追踪 模糊-PID控制
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模型参考自适应无速度传感器技术在永磁直驱风力发电系统中应用 被引量:15
7
作者 付勋波 张雷 +1 位作者 胡书举 许洪华 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期90-93,共4页
针对直驱风力发电系统(DDWPS)中测速码盘容易受到干扰的问题提出了一种模型参考自适应系统(MRAS)无速度传感器永磁同步发电机(PMSG)控制方案。选择PMSG本身作为参考模型,电机的电流模型为可调模型,可调模型中的电流和转速量为待估计参数... 针对直驱风力发电系统(DDWPS)中测速码盘容易受到干扰的问题提出了一种模型参考自适应系统(MRAS)无速度传感器永磁同步发电机(PMSG)控制方案。选择PMSG本身作为参考模型,电机的电流模型为可调模型,可调模型中的电流和转速量为待估计参数,根据利用Popov超稳定理论得到的自适应律实时地调节可调模型中的电流值,使其与电机定子的实际电流矢量误差收敛于零,同时使可调模型中的转速逼近实际值。利用估计到的转速进行永磁直驱风力发电机的电流闭环矢量控制,电网侧采用PWM整流器的有源逆变工作方式实现直驱系统背靠背变流器的并网发电。给出了DDWPS背靠背变流器的详细控制框图。通过仿真和实验验证了基于MRAS的转速估计方法及DDWPS背靠背变流器控制方案的正确性和可行性。 展开更多
关键词 风力发电系统 无速度传感器 模型参考自适应系统 同步发电 Popov超稳定理论
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兆瓦级直驱型永磁风力发电机无位置传感器控制 被引量:13
8
作者 唐芬 金新民 +2 位作者 姜久春 童亦斌 周飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期19-25,共7页
针对兆瓦级永磁直驱风力发电机的特点,采用一种基于U-I模型转子磁链位置观测的无传感器零d轴电流控制技术。详细介绍了该控制技术的实现原理,深入分析了基于坐标变换的带饱和反馈双积分器特点,最后通过仿真和2MW背靠背双PWM永磁直驱风... 针对兆瓦级永磁直驱风力发电机的特点,采用一种基于U-I模型转子磁链位置观测的无传感器零d轴电流控制技术。详细介绍了该控制技术的实现原理,深入分析了基于坐标变换的带饱和反馈双积分器特点,最后通过仿真和2MW背靠背双PWM永磁直驱风电变流器的实验样机,验证了其有效性。结果表明,该方法具有较好的稳态与动态性能且工程实现较为简单。 展开更多
关键词 同步发电 无位置传感器 风力发电 零d轴电流控制
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基于阻抗比判据的永磁直驱风力发电系统并网稳定分析方法 被引量:7
9
作者 沈阳武 葛云霞 +4 位作者 崔挺 熊尚峰 吴云亮 李勇 邓小亮 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期45-53,共9页
考虑永磁直驱风力发电系统(Permanent Magnet Synchronous Generator,PMSG)的动态特性,提出一种基于阻抗比判据的PMSG并网稳定性分析方法,以提高PMSG并网稳定分析的准确性。首先,基于阻抗比稳定分析原理,推导含变换器系统的并网稳定判... 考虑永磁直驱风力发电系统(Permanent Magnet Synchronous Generator,PMSG)的动态特性,提出一种基于阻抗比判据的PMSG并网稳定性分析方法,以提高PMSG并网稳定分析的准确性。首先,基于阻抗比稳定分析原理,推导含变换器系统的并网稳定判据。然后,考虑PMSG的动态特性,在建立状态空间方程的基础上推导出PMSG的小信号模型,进而推导PMSG的输出阻抗表达式,据此分析PMSG并网稳定分析方法且得出具体实现流程。最后,利用PSASP分别搭建含PMSG的简单系统和WSCC-9节点仿真系统。仿真结果验证了所提方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 风力发电系统 阻抗比判据 小信号模型 稳定性 电力电子变换器
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基于双级矩阵变换器的直驱永磁同步风力发电系统有功功率平滑优化控制 被引量:8
10
作者 邓文浪 崔贵平 +4 位作者 袁婷 龙美志 邵国安 胡毕华 蒋卫龙 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期3419-3425,共7页
风能的随机波动性使得风力发电机输出的有功功率随风速变化而波动,影响风力发电机输送到电网的电能质量。在对风电系统传递函数进行推导的基础上,对风电系统的稳定性能进行了分析,并针对现有有功功率平滑控制中存在的风电系统稳定性、... 风能的随机波动性使得风力发电机输出的有功功率随风速变化而波动,影响风力发电机输送到电网的电能质量。在对风电系统传递函数进行推导的基础上,对风电系统的稳定性能进行了分析,并针对现有有功功率平滑控制中存在的风电系统稳定性、功率平滑性和风能利用率之间的矛盾,提出了一种基于模糊指数移动平均(exponential moving average,EMA)算法的有功功率平滑控制策略。该策略同时兼顾了系统稳定性、功率平滑性和风能利用率3个方面的要求,即能够根据风速情况实时对周期数进行调整,使得系统在风速下降时,首先确保风电系统能够安全稳定运行;在风速波动剧烈段,有效抑制风电系统输出有功功率的随机波动;在风速平稳段,提高风能利用率。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了双级矩阵变换器(two-stage matrix converter,TSMC)风电系统模型,仿真结果验证了该控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 双级矩阵变换器 风力发电系统 有功功率 指数移动平均算法 模糊控制
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基于MRAS的直驱型永磁风力发电机控制 被引量:3
11
作者 黄科元 李文强 +2 位作者 黄守道 肖磊 黄唯 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第2期209-212,218,共5页
在直驱式永磁风电系统中速度传感器安装困难,无速度传感器控制是必要选择。将用于永磁电动机速度观测的模型参考自适应方法移植到发电系统,为了克服直流偏置和积分初值累积以及定子电阻变化导致磁链观测误差较大的问题,提出一种参考模... 在直驱式永磁风电系统中速度传感器安装困难,无速度传感器控制是必要选择。将用于永磁电动机速度观测的模型参考自适应方法移植到发电系统,为了克服直流偏置和积分初值累积以及定子电阻变化导致磁链观测误差较大的问题,提出一种参考模型电压的修正方法,利用理想的电流模型修正电压模型的磁通观察器。并利用小信号模型分析系统的动态性能、算法精度和参数变化的影响。该系统能够适应风速变化和间歇性等特点,准确地估测转子位置,具有实现简单、系统鲁棒性强,动态响应快的优点。仿真和实验结果验证了该方案的正确性和有效性。 展开更多
关键词 MRAS 无速度传感器 型永同步发电 风力发电
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直驱式永磁同步风力发电系统的并网控制 被引量:9
12
作者 蔺红 晁勤 荆剑 《电测与仪表》 北大核心 2010年第2期21-25,共5页
本文针对新疆金风公司1.5MW直驱式永磁同步风力发电系统,采用多变流器并联的方式,应用基于电网电压定向的电压、电流双闭环矢量控制策略,实现并网逆变控制。仿真实验结果表明,采用该控制策略实现了独立调节系统输出的有功功率和无功功率... 本文针对新疆金风公司1.5MW直驱式永磁同步风力发电系统,采用多变流器并联的方式,应用基于电网电压定向的电压、电流双闭环矢量控制策略,实现并网逆变控制。仿真实验结果表明,采用该控制策略实现了独立调节系统输出的有功功率和无功功率,注入电网的电流为正弦波,馈入电网的谐波畸变率很小,且系统具有良好的动静态性能。 展开更多
关键词 风力发电系统 同步发电 变流器 矢量控制
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直驱式方波永磁同步风力发电机控制系统仿真 被引量:7
13
作者 陈益广 王志强 沈勇环 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第18期5849-5853,共5页
根据直驱型风力发电系统中风机惯性大、转速调节响应慢的特点,提出了一种改进的最大功率追踪(MPPT)的控制方法,并与传统的MPPT控制方法进行了对比。根据功率平衡的思想,结合交-直-交功率变换装置的结构特点,所提出的电气控制策略实现了... 根据直驱型风力发电系统中风机惯性大、转速调节响应慢的特点,提出了一种改进的最大功率追踪(MPPT)的控制方法,并与传统的MPPT控制方法进行了对比。根据功率平衡的思想,结合交-直-交功率变换装置的结构特点,所提出的电气控制策略实现了升压电路和逆变器的分别控制。搭建了直驱式方波永磁同步电机风力发电系统中风速、风机、方波永磁同步发电机、Boost升压电路、电压型并网逆变器及其控制部分的仿真数学模型。以突变风为例,对1.5MW直驱式永磁风力发电系统进行了仿真研究。仿真结果表明新的控制方法能够保证发电系统稳定的运行。 展开更多
关键词 方波永同步发电 风力发电 仿真
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直驱永磁同步风力发电系统的降阶模型研究 被引量:23
14
作者 蔺红 晁勤 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期145-151,共7页
研究了适用于小干扰稳定分析的直驱永磁同步风力发电系统降阶模型。建立了直驱永磁同步风力发电系统的13阶详细模型;对于通过传输线接入无穷大母线系统的单个直驱永磁同步风力发电系统,应用特征值分析方法,保留其与主导特征值相关的状... 研究了适用于小干扰稳定分析的直驱永磁同步风力发电系统降阶模型。建立了直驱永磁同步风力发电系统的13阶详细模型;对于通过传输线接入无穷大母线系统的单个直驱永磁同步风力发电系统,应用特征值分析方法,保留其与主导特征值相关的状态变量,消去其它状态变量,将系统状态方程阶数降为4阶;再用时域仿真法,对降阶模型与详细模型的动态特性进行了比较。结果表明,提出的降阶模型与详细模型具有较好的一致性,也具有较高的精度。 展开更多
关键词 同步风力发电系统 特征值分析法 参与因子 特征值灵敏度 降阶模型
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并网型直驱式永磁同步风力发电系统暂态特性仿真分析 被引量:37
15
作者 蔺红 晁勤 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期1-5,共5页
为了研究并网的大容量直驱式永磁风力发电系统的暂态特性,基于Matlab建立了风速、风轮机、直驱式永磁同步发电机的模型;研究了直驱式风力发电系统全功率双脉宽调制变流器的控制策略及桨距角控制系统。以含风电场的简化电网为例研究了风... 为了研究并网的大容量直驱式永磁风力发电系统的暂态特性,基于Matlab建立了风速、风轮机、直驱式永磁同步发电机的模型;研究了直驱式风力发电系统全功率双脉宽调制变流器的控制策略及桨距角控制系统。以含风电场的简化电网为例研究了风电场接入电网后,电网电压降落及风电场附近母线发生单相短路、三相短路接地故障时,直驱式永磁风力发电系统的暂态特性;仿真结果表明电网故障时,直驱式永磁风力发电系统可以进行无功功率控制,对电网电压的恢复有积极作用,不向短路点提供短路电流,确保风电系统连续运行,提高了电力系统的安全稳定性。 展开更多
关键词 式永同步发电系统 控制策略 暂态特性 建模
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基于无风速传感器的永磁直驱风力发电系统的直接转矩最大功率跟踪控制 被引量:9
16
作者 秦斌 姜学想 +1 位作者 朱万力 王欣 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期132-137,共6页
风力发电系统最大风能跟踪控制中使用风速传感器来检测风速,不仅增加了设备及其维护成本,也减少了对风机系统整体的利用率。论文提出了一种永磁直驱型风力发电系统的无风速传感器直接转矩控制策略,通过直接控制电机的转矩和定子磁链幅... 风力发电系统最大风能跟踪控制中使用风速传感器来检测风速,不仅增加了设备及其维护成本,也减少了对风机系统整体的利用率。论文提出了一种永磁直驱型风力发电系统的无风速传感器直接转矩控制策略,通过直接控制电机的转矩和定子磁链幅值实现永磁同步发电机的最大功率跟踪。相比于传统的矢量控制,省去了复杂的坐标变换、繁琐计算等问题,直接根据发电机转速来估算最优转矩给定,不需要转速外环,避免了风速的测量和风速测量不准确等问题,具有快速的转矩和转速响应性能,能快速地实现最大功率跟踪,有效地提高风机系统整体的利用率。最后,建立了dq轴坐标系下的永磁同步发电机数学模型,通过Matlab/Simulink仿真证明所提出的控制策略的正确性和有效性。 展开更多
关键词 风力发电系统 接转矩控制 同步电机 无风速传感器 最大功率跟踪
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基于低通滤波补偿积分器的直驱型永磁风力发电机无位置传感器控制 被引量:3
17
作者 唐芬 金新民 +1 位作者 周啸 童亦斌 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期94-100,共7页
针对永磁直驱风力发电机的特点,本文采用一种基于低通滤波补偿积分器的无位置传感器零d轴电流控制技术.在论述该控制技术实现原理的基础上,深入分析了低通滤波补偿积分器特点,最后通过仿真和小功率直驱型永磁风力发电实验平台,验证了其... 针对永磁直驱风力发电机的特点,本文采用一种基于低通滤波补偿积分器的无位置传感器零d轴电流控制技术.在论述该控制技术实现原理的基础上,深入分析了低通滤波补偿积分器特点,最后通过仿真和小功率直驱型永磁风力发电实验平台,验证了其有效性.结果表明,该方法具有较好的稳态与转矩动态响应性能,且工程实现较为简单. 展开更多
关键词 同步发电 无位置传感器 风力发电 零d轴电流控制
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应用双级矩阵变换器的永磁直驱风力发电系统集成控制策略 被引量:7
18
作者 邓文浪 倪泽平 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期577-585,共9页
以基于TSMC的永磁直驱型风力发电系统为研究对象,建立TSMC并网逆变级的数学模型,提出TSMC直驱型风力发电系统的集成控制策略,将最大风能跟踪、输出功率调节、变速恒频控制通过网侧逆变级的集成控制实现,且无需进行稳定直流电压的功率平... 以基于TSMC的永磁直驱型风力发电系统为研究对象,建立TSMC并网逆变级的数学模型,提出TSMC直驱型风力发电系统的集成控制策略,将最大风能跟踪、输出功率调节、变速恒频控制通过网侧逆变级的集成控制实现,且无需进行稳定直流电压的功率平衡控制,系统控制复杂度降低。仿真结果验证了该控制策略的有效性。 展开更多
关键词 风力发电 双级矩阵变换器 最佳风能跟踪 功率控制 集成控制
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直驱型永磁同步风力发电机混沌运动的非线性比例控制 被引量:6
19
作者 曾喆昭 刘峰 《电力科学与技术学报》 CAS 2014年第2期30-36,共7页
根据直驱型永磁同步风力发电机(DPMSG)的数学模型,通过仿射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的永磁同步发电机模型变换成一种简单的无量纲数学模型。验证系统在某些参数条件下会出现混沌运动,提出直驱型永磁同步发电机混沌运... 根据直驱型永磁同步风力发电机(DPMSG)的数学模型,通过仿射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的永磁同步发电机模型变换成一种简单的无量纲数学模型。验证系统在某些参数条件下会出现混沌运动,提出直驱型永磁同步发电机混沌运动的非线性比例控制方法。该方法以直轴和交轴电压为控制变量,通过发电机状态的非线性反馈,将直轴和交轴电流方程中的耦合项解耦,并使直轴和交轴电流可以跟踪设定值。该控制方法可以根据实际要求设置唯一稳定的平衡点。仿真结果表明了理论分析的正确性和有效性,为DPMSG风力发电系统的混沌控制提供了有效的控制方法。 展开更多
关键词 型永同步风力发电机组 混沌控制 非线性比例控制 解耦控制
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永磁直驱风力发电系统MPPT控制的研究 被引量:8
20
作者 梁惺彦 张蔚 《可再生能源》 CAS 北大核心 2012年第10期38-41,共4页
文章首先介绍了风力机模型。然后介绍了一种改进型的变步长爬山算法,通过该算法改变直驱风力发电系统三重交错并联Boost变换电路的占空比,从而实现最大功率跟踪,获取最大风能。最后,利用MATLAB/SIMULINK建立直驱永磁风力发电系统仿真模... 文章首先介绍了风力机模型。然后介绍了一种改进型的变步长爬山算法,通过该算法改变直驱风力发电系统三重交错并联Boost变换电路的占空比,从而实现最大功率跟踪,获取最大风能。最后,利用MATLAB/SIMULINK建立直驱永磁风力发电系统仿真模型并进行研究。试验结果表明,改进型变步长爬山算法比传统爬山算法能更快跟踪最大功率点,控制系统具有较好的控制精度和稳定性。 展开更多
关键词 风力发电 风力 三重交错Boost电路 最大功率跟踪
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