不平衡电网电压下双馈感应发电机转子侧变换器的比例–谐振电流控制策略 被引量：71

1

作者 胡家兵 贺益康 +1 位作者 王宏胜 LIE Xu 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期48-56,共9页

为了研究不平衡电网电压条件下双馈感应风力发电机(doubly-fedinduction generator,DFIG)系统增强运行能力的有效控制策略,提出了网侧、转子侧变换器的比例–谐振电流控制方案以及两者之间的协同控制策略。针对电网电压不平衡条件下DFI... 为了研究不平衡电网电压条件下双馈感应风力发电机(doubly-fedinduction generator,DFIG)系统增强运行能力的有效控制策略,提出了网侧、转子侧变换器的比例–谐振电流控制方案以及两者之间的协同控制策略。针对电网电压不平衡条件下DFIG转子侧变换器,提出了一种在两相定子静止αβ坐标系中实施的比例–谐振(proportional-resonant,P-R)电流控制方案,以实现对DFIG转子电流无需正、负相序分解的统一调节。采用正序d+轴电网电压定向简化了各种增强运行能力控制目标下的转子正、负序电流指令值算法,设计了相应的DFIG不平衡控制策略。实验研究表明,这种P-R电流控制方案能够实现转子侧变换器选定控制目标,具备优良的动态调节性能,可增强不平衡电网电压故障下DFIG风力发电机系统的不间断运行能力。 展开更多

关键词 电压不平衡 风力发电 双馈感应发电机 转子侧变换器 比例–谐振控制器 故障下不间断运行

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双馈风机转子侧变换器参数对次同步振荡的交互影响机理及其应用研究 被引量：38

2

作者 吴熙 关雅静 +2 位作者 宁威 蒋平 徐妍 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期2536-2543,共8页

当双馈风机转子侧变换器（rotor-side converter,RSC）参数设置不当时,与串补线路相连的双馈风电场可能会发生次同步振荡（subsynchronous oscillation,SSO）,但目前对于变换器参数对SSO的交互影响规律及其作用机理研究还不够深入。分析... 当双馈风机转子侧变换器（rotor-side converter,RSC）参数设置不当时,与串补线路相连的双馈风电场可能会发生次同步振荡（subsynchronous oscillation,SSO）,但目前对于变换器参数对SSO的交互影响规律及其作用机理研究还不够深入。分析了RSC内外环比例系数对SSO交互影响规律,研究表明,外环比例系数对SSO的影响程度与内环比例系数强相关,而内环比例系数对SSO的影响相对独立。针对这一现象,推导了RSC在系统中的等效电阻与其内外环比例系数的关系,从机理上解释了RSC内外环比例系数对SSO的交互影响规律,并利用特征结构分析法验证了机理解释的正确性。最后,直接利用所推导的计及内外环放大倍数的等效电阻值来配置虚拟电阻控制器参数。结果表明,相较于仅考虑内环参数配置的虚拟电阻控制器,所配置的虚拟电阻控制器效果更优,具有较强阻尼且不影响系统稳定性。 展开更多

关键词 次同步振荡 转子侧变换器 内外环比例系数 交互影响 虚拟电阻控制

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双馈风电机组转子侧变换器改进优化控制 被引量：2

3

作者 孙伟 任永峰 +2 位作者 刘海涛 郭鲲 彭伟 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第10期1457-1462,共6页

准比例谐振控制器在静止坐标下能够对特定频率的交流信号实现无静差控制,基于此结合双馈风力发电机的静止αβ坐标系下的数学模型,提出了转子侧变换器PR控制。该方法将电流内环的有功和无功分量转换到静止坐标系下,利用准PR控制器进行... 准比例谐振控制器在静止坐标下能够对特定频率的交流信号实现无静差控制,基于此结合双馈风力发电机的静止αβ坐标系下的数学模型,提出了转子侧变换器PR控制。该方法将电流内环的有功和无功分量转换到静止坐标系下,利用准PR控制器进行跟踪给定信号,实现了有功、无功功率解耦控制。与传统PI控制策略相比,优化的控制策略减少了坐标旋转变换,提高了控制系统的鲁棒性。在PSCAD/EMTDC环境下搭建了仿真模型,仿真结果验证了文章控制策略的有效性和无功在抑制电网电压波动的作用。 展开更多

关键词 准PR控制器 转子侧变换器 双馈感应发电机 无功功率

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适用于DFIG连接到直流微网的双变换器设计与实现

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作者 苗晓阳 李冰然 傅洪全 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期170-181,共12页

针对双馈感应式发电机DFIG(doubly-fed induction generator)-DC连接系统电流谐波严重、双VSI连接系统损耗大等问题,设计了1种将三相DFIG连接到直流微电网的新型双变换器连接系统。首先,详细阐述了双变换器连接系统的拓扑结构、脉宽调制... 针对双馈感应式发电机DFIG(doubly-fed induction generator)-DC连接系统电流谐波严重、双VSI连接系统损耗大等问题,设计了1种将三相DFIG连接到直流微电网的新型双变换器连接系统。首先,详细阐述了双变换器连接系统的拓扑结构、脉宽调制PWM(pulse-width modulation)测量和DFIG模型等工作原理。与传统连接系统不同,所提连接系统采用开放端绕组结构,在定子绕组的每一侧使用1个三桥臂整流器,这些桥臂通常由绝缘栅双极晶体管IGBT(insulated gate bipolar transistor)组成,为了减少控制开关的数量和降低成本,采用二极管替代了1个整流器中的IGBT;然后,给出了新型拓扑结构下SSC和RSC的控制策略;接着,与DFIG-DC连接系统和双VSI连接系统在电流谐波畸变、转矩脉动和半导体损耗等方面进行了仿真比较,说明所提方法优越性;最后,针对0.56 kW DFIG进行实验验证,结果表明了所提方法在损耗、谐波以及转矩脉动的优势。 展开更多

关键词 双馈感应发电机 定子侧变换器 转子侧变换器 转矩脉动 电流谐波

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双馈风力发电系统双PWM变换器比例谐振控制 被引量：65

5

作者 陈炜 陈成 +1 位作者 宋战锋 夏长亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第15期1-7,共7页

在双馈风力发电系统功率变换器及发电机数学模型的基础上,结合比例谐振(proportional resonant,PR)控制器的特性,提出了双脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)变换器PR控制策略。该方法充分利用了PR控制器能够在静止坐标系下对交流输... 在双馈风力发电系统功率变换器及发电机数学模型的基础上,结合比例谐振(proportional resonant,PR)控制器的特性,提出了双脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)变换器PR控制策略。该方法充分利用了PR控制器能够在静止坐标系下对交流输入信号无静差控制的优势,将矢量控制策略下的有功电流和无功电流分量转换到静止坐标系下进行调节,实现网侧变换器维持直流电压稳定和调节功率因数的控制任务和双馈电机有功、无功功率的解耦控制,与传统的双闭环PI控制相比,该策略无需繁琐的坐标旋转变换,不存在受温度及电路参数影响的耦合项和前馈补偿项,且易于实现对系统低次谐波电流的补偿,减小了控制算法实现难度,提高了控制系统的鲁棒性和电网电能质量。 展开更多

关键词 变速恒频 双馈发电机 网侧变换器 转子侧变换器 比例谐振控制

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不平衡电网电压下基于滑模变结构控制的双馈风电系统转子侧变流器控制策略 被引量：27

6

作者 张迪 魏艳君 +2 位作者 杨宗丰 丁浩 漆汉宏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期121-131,共11页

在两相静止坐标系下,建立了基于功率控制的双馈电机统一的数学模型,该模型在平衡和不平衡电网电压条件下均适用。采用基于滑模变结构的直接功率控制方法实现了对双馈风电系统转子侧变流器的控制,该方法控制结构简单,动态响应快,鲁棒性... 在两相静止坐标系下,建立了基于功率控制的双馈电机统一的数学模型,该模型在平衡和不平衡电网电压条件下均适用。采用基于滑模变结构的直接功率控制方法实现了对双馈风电系统转子侧变流器的控制,该方法控制结构简单,动态响应快,鲁棒性强。在不平衡电网电压条件下,提出了一种新型的功率优化补偿控制策略。该控制策略可直接对转子侧变换器的功率给定进行补偿,无需对定、转子电流进行正、负序分解,简化了系统控制结构;更重要的是其能有效降低定子电流扰动对功率补偿量的影响,系统鲁棒性得到明显提高。仿真和实验结果均证明了该控制策略的正确性和有效性。 展开更多

关键词 双馈电机 转子侧变换器 滑模变结构控制 直接功率控制 不平衡电网电压

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基于深度置信网络的双馈风机变换器开路故障诊断 被引量：4

7

作者 夏候凯顺 李波 《电力工程技术》 北大核心 2021年第1期188-194,共7页

双馈风机的定子与电网直接连接,转子通过转子侧变换器和网侧变换器与电网进行功率交换。变换器的电力电子开关容易发生开路故障,影响双馈风机的安全稳定运行。文中针对双馈风机常见的变换器开路故障,提出一种基于深度置信网络的故障诊... 双馈风机的定子与电网直接连接,转子通过转子侧变换器和网侧变换器与电网进行功率交换。变换器的电力电子开关容易发生开路故障,影响双馈风机的安全稳定运行。文中针对双馈风机常见的变换器开路故障,提出一种基于深度置信网络的故障诊断方法。首先分析了双馈风机在转子侧变换器和网侧变换器的单个和双个开关管故障下的输出响应。基于双馈风机的变换器开路故障数据,构造多层受限玻尔兹曼机结构,充分利用深度置信网络优异的模式识别能力,深度提取不同故障条件和运行工况下转子电流和网侧电流的信号特征,提高算法准确度。仿真结果表明,该故障诊断方法能够准确识别单开关和双开关的多类型复杂故障。 展开更多

关键词 双馈风机 转子侧变换器 网侧变换器 故障诊断 深度学习

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电网电压对称故障时双馈风电机组转子电压补偿控制策略 被引量：9

8

作者 朱晓荣 刘世鹏 王毅 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3280-3288,共9页

为抑制电网电压跌落时双馈风力发电机(DFIG)的转子过电流,在分析了DFIG转子侧数学模型的基础上,提出一种转子电压补偿控制策略,即通过控制转子侧变换器(RSC)的输出电压,对转子反电动势(EMF)进行补偿。根据RSC的电压容量,分析了其完全补... 为抑制电网电压跌落时双馈风力发电机(DFIG)的转子过电流,在分析了DFIG转子侧数学模型的基础上,提出一种转子电压补偿控制策略,即通过控制转子侧变换器(RSC)的输出电压,对转子反电动势(EMF)进行补偿。根据RSC的电压容量,分析了其完全补偿范围,同时分析了补偿控制算法对定子磁链的影响。该补偿控制算法减慢了定子暂态磁链的衰减速度,但是可以有效控制转子暂态电流。RSC的完全补偿范围与转子转速以及电压跌落深度有关,当EMF幅值在RSC的完全补偿范围之内时,该控制策略可基本消除转子电流波动;当EMF幅值在RSC的完全补偿范围之外时,该控制策略可有效抑制转子电流冲击。仿真结果表明,当电网电压标幺值跌落至0.2时,采用转子电压补偿控制可将转子电流幅值削弱39%。因此,所提出的控制策略可以增强DFIG的低电压穿越能力。 展开更多

关键词 双馈风电机组 转子侧变换器 电网电压跌落 低电压穿越 转子电流 转子电压补偿 滑模控制

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电网电压不对称故障条件下DFIG风电机组控制策略 被引量：40

9

作者 王宏胜 章玮 +1 位作者 胡家兵 贺益康 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期97-102,共6页

提出了一种可应用于双馈异步发电机(DFIG)转子侧变换器的新型电流控制器,即双dq-PI转子电流调节器。在电网电压不对称故障条件下,该电流调节器可对DFIG的转子电流正、负序分量同时进行控制。推导了电网电压不对称故障条件下DFIG的数学模... 提出了一种可应用于双馈异步发电机(DFIG)转子侧变换器的新型电流控制器,即双dq-PI转子电流调节器。在电网电压不对称故障条件下,该电流调节器可对DFIG的转子电流正、负序分量同时进行控制。推导了电网电压不对称故障条件下DFIG的数学模型,根据风力发电机在电网电压不对称故障条件下的运行规程,提出了4种控制目标,同时基于正序定子电压定向简化并得到了转子电流调节器的正、负序电流参考给定量。在一台额定功率为10kW的DFIG实验机组上,对所提出的转子电流控制器进行了实验验证,结果表明基于该控制器的控制方案可大大改善DFIG系统在电网电压不对称故障条件下的运行性能,提高系统的故障穿越能力。 展开更多

关键词 电网电压不对称 电网故障 双馈异步发电机(DFIG) PI调节器 转子侧变换器 双dq-PI调节器

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电网对称故障时双馈感应发电机低电压穿越控制 被引量：19

10

作者 蔚兰 陈国呈 +1 位作者 曹大鹏 吴国祥 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1-6,共6页

分析电网对称故障时,双馈感应风力发电机定子磁链变化过程、导致定转子过电流的原因、电网故障发生具体时刻及故障程度对双馈感应发电机定转子的影响,提出一种双馈感应风力发电机转子侧变换器低电压穿越控制策略,改善了双馈感应发电机... 分析电网对称故障时,双馈感应风力发电机定子磁链变化过程、导致定转子过电流的原因、电网故障发生具体时刻及故障程度对双馈感应发电机定转子的影响,提出一种双馈感应风力发电机转子侧变换器低电压穿越控制策略,改善了双馈感应发电机在电网故障时定、转子过电流的情况,实现了双馈感应发电机在电网对称故障时的低电压穿越。在理论分析基础上,建立双馈感应发电机转子侧变换器低电压穿越控制模型和3 kW双馈感应发电机励磁变换器低电压穿越控制实验系统。实验结果表明,所提出的双馈感应发电机低电压穿越控制策略动态响应快、方法行之有效。 展开更多

关键词 双馈感应风力发电机 低电压穿越 电网对称故障 转子侧变换器

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适用于DFIG并网线路的改进负序方向元件 被引量：6

11

作者 杨启帆 刘益青 +1 位作者 朱一鸣 陈国斌 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期118-132,149,共16页

负序方向元件广泛应用于输电线路的纵联保护。随着风力发电快速发展,双馈感应发电机(DFIG)大规模接入电网使得电源的负序等值阻抗不再固定,传统负序方向元件不再适用。通过推导转子侧变流器不间断控制和撬棒投入两种工况下DFIG的负序等... 负序方向元件广泛应用于输电线路的纵联保护。随着风力发电快速发展,双馈感应发电机(DFIG)大规模接入电网使得电源的负序等值阻抗不再固定,传统负序方向元件不再适用。通过推导转子侧变流器不间断控制和撬棒投入两种工况下DFIG的负序等值阻抗解析表达式,得到两种工况下的负序等值阻抗相角的变化规律。发现传统负序方向元件受DFIG接入的影响,存在灵敏度下降甚至不正确动作的问题。为此,提出了一种负序方向元件的改进措施:故障前,利用DFIG参数在线确定不同工况下的最大灵敏角;故障后,根据DFIG运行状态,采用灵敏度和可靠性较高的动作判据。数字仿真结果验证了改进后的负序方向元件具有灵敏度高、自适应DFIG运行状态等优点。 展开更多

关键词 风力发电 双馈感应发电机 负序方向元件 转子侧变换器控制 撬棒

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基于SVM P-DPC控制策略的研究 被引量：1

12

作者 贺惟明 李岚 +1 位作者 牛浩明 杨建廷 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第3期443-447,共5页

为提高风力双馈电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)发出的电能质量,文章针对转子侧变换器提出了一种基于空间矢量调制(Space Vector Modulation,SVM)的预测(Predictive,P)直接功率控制(Director Power Control,DPC)的SVM P-DPC... 为提高风力双馈电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)发出的电能质量,文章针对转子侧变换器提出了一种基于空间矢量调制(Space Vector Modulation,SVM)的预测(Predictive,P)直接功率控制(Director Power Control,DPC)的SVM P-DPC策略。该控制策略通过预测模型能够预测出消除下一个采样周期中功率偏差所需要的转子励磁电压,并结合SVM技术,实现对DFIG输出功率的控制。利用Simulink仿真平台,搭建该控制系统的仿真模型,并在2.2 k W的DFIG实验平台上进行实验验证。仿真及实验结果表明,该控制策略动态响应快,鲁棒性强,双馈电机发出的功率稳定。 展开更多

关键词 双馈电机 转子侧变换器 直接功率控制 仿真 实验平台

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船舶电动系统中双馈异步发电机的故障分析

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作者 刘岩梅 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第8X期55-57,共3页

风电机组的研究已经转向电网故障下的穿越运行,过去的风电机组的变速恒频运行已经无法满足风电机组的发展要求。目前,研究最为广泛的是适应电网故障下运行的基于双馈异步发电机风电机组的控制策略及模型、电网故障下对双馈异步电机组的... 风电机组的研究已经转向电网故障下的穿越运行,过去的风电机组的变速恒频运行已经无法满足风电机组的发展要求。目前,研究最为广泛的是适应电网故障下运行的基于双馈异步发电机风电机组的控制策略及模型、电网故障下对双馈异步电机组的持续运行控制策略及电网故障对双馈异步电机组的影响和保护策略。同时,学术界已经开始着手不对称故障的研究。本文从理论到实践全方位着重进行双馈异步电机系统在对称和不对称故障下持续运行的研究,主要包括三相定子静止坐标系的建立、不平衡电网电压下双馈异步风电机组的运行评估和建模及严重对称电压骤降时的双馈异步电机组的控制及保护措施。 展开更多

关键词 DFIG 网侧变换器 故障穿越 转子侧变换器

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