基于畸变电流的直驱式永磁风电变流器故障诊断研究 被引量：6

1

作者 何怡刚 谢望 +2 位作者 施天成 许水清 高贺 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第8期20-28,共9页

针对直驱式永磁风电变流器开关管开路故障诊断的问题,提出了一种基于机侧电流畸变规律的故障诊断方法。该方法研究了在不同开路故障类型下的机侧三相电流的畸变规律,总结畸变规律并设计诊断变量,实时监测低通滤波后的机侧三相电流并计... 针对直驱式永磁风电变流器开关管开路故障诊断的问题,提出了一种基于机侧电流畸变规律的故障诊断方法。该方法研究了在不同开路故障类型下的机侧三相电流的畸变规律,总结畸变规律并设计诊断变量,实时监测低通滤波后的机侧三相电流并计算诊断变量,然后根据诊断变量得出诊断信号,最后根据诊断信号完成实时故障诊断,并在单管故障诊断方法的基础上提出了支持双管故障诊断的方法。实验结果表明,该方法对单管故障和双管故障均能进行准确且快速的诊断,诊断成本较低,鲁棒性较好,不容易出现误诊和漏诊。 展开更多

关键词 风力发电 直驱式永磁风电变流器 故障诊断 电流信号 状态监测

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直驱式永磁同步风力发电机交错并联网侧变流器环流控制策略 被引量：6

2

作者 姜燕 王耀南 +1 位作者 肖磊 罗德荣 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期217-223,共7页

对采用平均模型对交错并联拓扑下的直驱式永磁同步风力发电机网侧变流器的环流问题进行了研究的同时,对三相电流在旋转坐标系下的零序分量的控制策略进行了深入分析,并从抑制环流的目的出发提出了在传统SVPWM调制算法基础上增加一个零... 对采用平均模型对交错并联拓扑下的直驱式永磁同步风力发电机网侧变流器的环流问题进行了研究的同时,对三相电流在旋转坐标系下的零序分量的控制策略进行了深入分析,并从抑制环流的目的出发提出了在传统SVPWM调制算法基础上增加一个零序电流环的控制策略。仿真与实验结果验证了策略的可行性与正确性,表明提出的交错并联拓扑下的网侧变流器环流抑制策略具有较好的控制效果。 展开更多

关键词 直驱式永磁同步发电机 变流器 交错并联 环流

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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：4

3

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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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

4

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 直驱式 谐振控制器 谐波抑制 永磁同步发电机 变流器

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永磁直驱风电系统变流器拓扑分析 被引量：49

5

作者 胡书举 李建林 许洪华 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期77-81,共5页

永磁直驱风电系统变流器为永磁同步发电机和电网的接口,对其常用的拓扑进行了详细的分析和说明,包括不控整流+逆变器、不控整流+DC/DC变换+逆变器、背靠背双PWM变换器等拓扑,对其工作原理、应用和优缺点进行了介绍和对比,并针对风电机... 永磁直驱风电系统变流器为永磁同步发电机和电网的接口,对其常用的拓扑进行了详细的分析和说明,包括不控整流+逆变器、不控整流+DC/DC变换+逆变器、背靠背双PWM变换器等拓扑,对其工作原理、应用和优缺点进行了介绍和对比,并针对风电机组对大功率变流器的需求,对大功率拓扑结构的特性和应用进行了详细的介绍。不控整流+Boost变换+并网逆变器和背靠背双PWM变换器2种拓扑是目前的优选方案,多电平变换器因其优良的性能将具有良好的发展前景。 展开更多

关键词 直驱式风电系统 永磁同步发电机 变速恒频 双PWM变换器 多电平变换器

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变流器开路故障下永磁直驱风电系统运行分析 被引量：11

6

作者 黄科元 刘静佳 +2 位作者 黄守道 廖武 易韵岚 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第14期23-29,共7页

变流器是永磁直驱风电系统中故障率最高的器件,文中针对变流器故障后系统运行特性的变化,在变流器数学模型的基础上,深入分析变流器中一个开关管发生开路故障后的工作情况。研究表明:一个开关管发生开路故障后系统可持续运行,但会影响... 变流器是永磁直驱风电系统中故障率最高的器件,文中针对变流器故障后系统运行特性的变化,在变流器数学模型的基础上,深入分析变流器中一个开关管发生开路故障后的工作情况。研究表明:一个开关管发生开路故障后系统可持续运行,但会影响该变流器的正常工作,引起对应侧电流波形畸变。在MATLAB/Simulink环境下建立永磁直驱风电系统模型,并搭建永磁直驱风力发电实验平台,分别在3种不同的开路故障下进行仿真和实验,围绕机侧和网侧电流、直流母线电压、有功输出比例、总谐波畸变率,评估故障对系统运行特性的影响。根据仿真和实验结果得出变流器开路故障特征:一个变流器的开路故障对另一侧的正常运行影响较小,但故障器件对应侧的相电流出现波形畸变。 展开更多

关键词 风力发电 永磁直驱式同步发电机 变流器 开路故障 故障分析

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永磁直驱风电系统变流器开路故障诊断新方法 被引量：4

7

作者 王美 谭阳红 +1 位作者 何怡刚 艾慧 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3392-3398,共7页

针对变流器发生开路故障后系统的运行特性,提出利用电流的Park矢量模值对电流绝对值的平均值进行归一化,用归一化后的数值和电流平均值的正负对风电系统变流器的单开路故障进行诊断。仿真和实验结果表明该文提出的故障诊断方法不仅能准... 针对变流器发生开路故障后系统的运行特性,提出利用电流的Park矢量模值对电流绝对值的平均值进行归一化,用归一化后的数值和电流平均值的正负对风电系统变流器的单开路故障进行诊断。仿真和实验结果表明该文提出的故障诊断方法不仅能准确地对变流器的开路故障进行诊断,且能防止负载突变、电网电压骤降时误诊断的发生。 展开更多

关键词 永磁直驱式风电系统 变流器 开路故障 故障诊断

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基于相电流瞬时频率估计的永磁直驱风电变流器开路故障诊断 被引量：17

8

作者 许水清 陶松兵 +1 位作者 何怡刚 柴毅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期433-444,共12页

为了提高永磁直驱式风电变流器的稳定性和可靠性,该文针对风电变流器功率管单管和双管故障,提出一种基于相电流瞬时频率估计的开路故障诊断方法。该方法首先提出一种基于加权滑动Hilbert变换的相电流瞬时频率估计方法,然后通过归一化的... 为了提高永磁直驱式风电变流器的稳定性和可靠性,该文针对风电变流器功率管单管和双管故障,提出一种基于相电流瞬时频率估计的开路故障诊断方法。该方法首先提出一种基于加权滑动Hilbert变换的相电流瞬时频率估计方法,然后通过归一化的相电流瞬时频率残差来构造新的故障检测变量检测故障的发生;其次提出基于改进相电流均值法的多功率管开路故障定位方法实现故障功率管的定位。该文提出的故障诊断方法能够同时实现机侧和网侧的21种开路故障诊断,且避免增加额外的传感器,无需使用Park矢量变换和大量故障样本,故障特征更为显著、鲁棒性强。实验结果验证了所提故障诊断算法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 风电变流器 开路故障 永磁直驱式风电系统 瞬时频率估计 加权滑动Hilbert变换

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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

9

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 直驱式风力发电系统 永磁同步发电机 变流器 矢量控制

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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

10

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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直驱式永磁风力发电机组并网控制 被引量：10

11

作者 杨晓萍 郭鑫 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期121-126,共6页

为了省去直驱式永磁同步风力发电机组D-PMSG(direct-drive permanent magnet synchronous genera-tors wind turbine)串接的交-直-交变流器,减少初期投资费用,文中设计了D-PMSG并网控制策略。通过对交-直-交变流器的控制,使发电机定子... 为了省去直驱式永磁同步风力发电机组D-PMSG(direct-drive permanent magnet synchronous genera-tors wind turbine)串接的交-直-交变流器,减少初期投资费用,文中设计了D-PMSG并网控制策略。通过对交-直-交变流器的控制,使发电机定子电压与低频母线电压满足准同期并网条件时,短接串连在主电路中的双PWM变流器,将发电机定子直接连接在箱式变压器上,电能以低频传输到背靠背换流站,在换流站变换为工频送入电网。运用PSCAD/EMTDC软件仿真了两台机组的并网过程,并分析了并网控制策略的经济成本,结果表明这种并网方法具有一定的可行性。 展开更多

关键词 风力发电 直驱式永磁同步风电机组 并网控制 变流器

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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

12

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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直驱式永磁同步风电机组的风电场降阶等值模型 被引量：15

13

作者 饶日晟 张亚丽 叶林 《广东电力》 2019年第6期9-17,共9页

针对直驱式永磁同步风电机组的风电场等值建模这一难题,采用模型降阶方法和参数辨识技术,提出了一种风电场降阶等值模型构建方法。该方法首先根据直驱式永磁同步风电机组的数学表征构建聚合风电场的等值模型,采用平衡截断模型降阶方法... 针对直驱式永磁同步风电机组的风电场等值建模这一难题,采用模型降阶方法和参数辨识技术,提出了一种风电场降阶等值模型构建方法。该方法首先根据直驱式永磁同步风电机组的数学表征构建聚合风电场的等值模型,采用平衡截断模型降阶方法进一步对风电场等值模型进行降阶处理,建立风电场降阶等值模型;然后利用确定自回归移动平均方法辨识等值风电场的模型参数,并通过实例风电场进行仿真分析。算例分析表明,数据的降阶等值模型能够合理表征风电场的并网运行状况,在风速波动和电网扰动下均能反映出风电场的动态输出特性,可为直驱式永磁同步风电机组的风电场运行分析及并网研究提供参考。 展开更多

关键词 风电场 直驱式永磁同步风力发电机 等值模型 模型降阶 参数辨识

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永磁直驱风电系统低电压运行特性的分析 被引量：75

14

作者 胡书举 李建林 许洪华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2007年第17期73-77,共5页

通过构建永磁直驱风电系统的仿真模型,实现网侧变换器输出有功和无功功率的解耦控制,增加卸荷负载以提高其应对电压跌落等故障的穿越能力,对风电系统运行在单位功率因数、超前和滞后功率因数情况下的跌落特性进行了仿真分析,讨论了电压... 通过构建永磁直驱风电系统的仿真模型,实现网侧变换器输出有功和无功功率的解耦控制,增加卸荷负载以提高其应对电压跌落等故障的穿越能力,对风电系统运行在单位功率因数、超前和滞后功率因数情况下的跌落特性进行了仿真分析,讨论了电压跌落期间风电系统对电网的无功支持。仿真结果表明,直驱式永磁同步电机风电系统具有较强的低电压穿越能力,可以安全运行在不同功率因数下,同时能在电网电压故障期间对系统提供一定的无功支持。 展开更多

关键词 直驱式风电系统 永磁同步发电机 电压跌落 低电压穿越 无功补偿

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直驱永磁同步风电机组不对称故障穿越的研究 被引量：32

15

作者 杨晓萍 段先锋 钟彦儒 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期7-12,19,共7页

分析电网发生不对称故障对直驱永磁风力发电机组(D-PMSG)的影响,研究其控制策略,以提高其不对称故障穿越的能力。把电网电压实时引入机侧整流器参考功率的计算中,提出了按照电网正序电压和其额定电压的比减小发电机输出功率的控制策略... 分析电网发生不对称故障对直驱永磁风力发电机组(D-PMSG)的影响,研究其控制策略,以提高其不对称故障穿越的能力。把电网电压实时引入机侧整流器参考功率的计算中,提出了按照电网正序电压和其额定电压的比减小发电机输出功率的控制策略。建立了经背靠背双PWM变流器并网的D-PMSG仿真模型。机侧整流器控制内环采用电流前馈控制,外环采用功率环控制发电机输出功率。网侧逆变器控制内环采用电流前馈控制,并控制负序电流为零,外环采用电压环稳定直流电压。仿真结果表明,在不对称故障时,这种策略保持了发电机功率平衡和变流器功率平衡,限制了直流电压的升高,保持了逆变器三相电流对称,实现了机组不对称故障穿越。 展开更多

关键词 直驱式风电机组 永磁同步发电机 不对称故障穿越 瞬时对称分量法

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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

16

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

17

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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直驱永磁同步风力发电机组低电压穿越控制策略 被引量：12

18

作者 赵兴勇 《中国电力》 CSCD 北大核心 2011年第5期74-77,共4页

分析直驱永磁同步风力发电机组(DDPMSG)在电网故障情况下的低电压运行特性,提出一种综合控制策略,包括通过变桨距控制实现最大风能追踪;控制发电机电磁功率以控制直流链及电网侧逆变器的功率;利用发电机侧功率控制网侧变流器的电流,实... 分析直驱永磁同步风力发电机组(DDPMSG)在电网故障情况下的低电压运行特性,提出一种综合控制策略,包括通过变桨距控制实现最大风能追踪;控制发电机电磁功率以控制直流链及电网侧逆变器的功率;利用发电机侧功率控制网侧变流器的电流,实现直流链电压的稳定,以提高直驱永磁同步风力发电机组的低电压穿越能力,维持所并电网的运行稳定性。运用仿真分析软件PSCAD/EMTDC建立DDPMSG及其控制策略的仿真模型,仿真结果验证了所提策略的有效性和可行性。 展开更多

关键词 永磁同步发电机 低电压穿越 直驱式风轮机 桨距角控制

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直驱型永磁风电机组并网控制系统的研究 被引量：3

19

作者 谢维 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1907-1909,1932,共4页

对直驱型永磁风电机组并网控制系统工作结构与原理进行讨论,并研究变流器电机侧与电网侧的并网控制电路与控制策略。应用并联多变流器的方法,采取电网电压定向的电流、电压双闭环矢量控制模式,设计逆变并网控制。基于对交-直-交背靠背双... 对直驱型永磁风电机组并网控制系统工作结构与原理进行讨论,并研究变流器电机侧与电网侧的并网控制电路与控制策略。应用并联多变流器的方法,采取电网电压定向的电流、电压双闭环矢量控制模式,设计逆变并网控制。基于对交-直-交背靠背双PWM变流器的控制,运行软件仿真了690 V/2.5 MW直驱型永磁风电机组的变流器并网过程。实验结果表明,控制电路与策略正确有效,并网变流器能进行双向的能量传递,并且具有良好的静动态特性。 展开更多

关键词 直驱型风电机组 永磁同步发电机 并网 变流器 矢量控制

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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

20

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 低电压穿越 参数整定 实测验证 轨迹灵敏度 适应性分析 模型

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