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基于改进的直接转矩控制的风力机模拟系统 被引量:18
1
作者 刘钰山 葛宝明 +1 位作者 毕大强 王文亮 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2010年第18期140-144,198,共6页
传统的异步电机直接转矩控制系统模拟风力机特性存在低速转矩脉动大、电流畸变等缺点,严重影响其在直驱永磁同步风力发电模拟系统中的应用。采用离散空间矢量调制技术,以改善风机模拟系统的低速性能。设计了基于改进的直接转矩控制的风... 传统的异步电机直接转矩控制系统模拟风力机特性存在低速转矩脉动大、电流畸变等缺点,严重影响其在直驱永磁同步风力发电模拟系统中的应用。采用离散空间矢量调制技术,以改善风机模拟系统的低速性能。设计了基于改进的直接转矩控制的风力机模拟系统的结构,并与直驱式永磁同步发电机组成风力发电并网模拟系统,实现了最大功率点跟踪(MPPT)控制。在Matlab/Simulink仿真环境下建立仿真模型,为实验室建立实物系统奠定了基础。 展开更多
关键词 风力机模拟 直接转矩控制 离散空间矢量调制 直驱永磁同步风力发电系统
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虚拟风场和风力机模拟系统的实验研究 被引量:18
2
作者 窦真兰 王晗 +2 位作者 张秋琼 凌志斌 蔡旭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第20期127-135,共9页
在不具备风场环境或风力机的条件下,建立虚拟风场和风力机模拟系统,对风力发电系统的研究具有重要作用。根据风速变化规律,建立了基于谱密度分析的自回归理论的风速模型。在此风速模型基础上,考虑涡流效应,对叶片进行受力分析,根据叶素... 在不具备风场环境或风力机的条件下,建立虚拟风场和风力机模拟系统,对风力发电系统的研究具有重要作用。根据风速变化规律,建立了基于谱密度分析的自回归理论的风速模型。在此风速模型基础上,考虑涡流效应,对叶片进行受力分析,根据叶素理论和权系数分配叶素的方法建立风轮转矩模型,利用转矩控制直流电动机模拟风力机,搭建了虚拟风场和风力机模拟系统实验平台。虚拟风场的建立为虚拟风力机暂态或连续性实验提供了良好的基础。风力机模拟系统实验不仅验证了风轮转矩模型的准确性,反映了风速变化时模拟输出风轮转矩的快速跟随性能,而且可用于变速恒频风力发电系统的研究,证明其控制策略的正确性。 展开更多
关键词 虚拟风场 自回归理论 风轮转矩 涡流效应 叶素理论 权系数分配 风力机模拟系统
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一种基于SRD模糊控制的风力机模拟器 被引量:5
3
作者 张艳杰 徐丙垠 +1 位作者 熊立新 边敦新 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期38-43,共6页
针对风力机特性模拟中电动机转矩控制较难实现的问题,提出一种转速调节模拟法风力机模拟器。该模拟器基于开关磁阻电机调速系统,DSP中实时采集转速和负载转矩信号,求解风力机模型,参考转速提供给开关磁阻电机调速系统实时跟踪。针对转... 针对风力机特性模拟中电动机转矩控制较难实现的问题,提出一种转速调节模拟法风力机模拟器。该模拟器基于开关磁阻电机调速系统,DSP中实时采集转速和负载转矩信号,求解风力机模型,参考转速提供给开关磁阻电机调速系统实时跟踪。针对转速调节模拟法,建立误差模型以衡量模拟步长和转速对模拟误差的影响。针对开关磁阻电机的实时转速控制问题,依据模糊控制策略,设计模糊PI转速调节器,实现实时控制。将开关磁阻电机调速系统整定成典型Ⅱ型系统以确定模拟步长。固定风速变负载和变风速最大风能跟踪下的实验结果表明,该模拟器转速随动性能良好,能够输出期望风力机功率。 展开更多
关键词 风力机模拟 开关磁阻电机调速系统 模糊控制 模拟误差 最大风能跟踪
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基于叶素理论的风力机模拟系统研究 被引量:2
4
作者 窦真兰 王晗 +1 位作者 凌志斌 蔡旭 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2011年第3期1-5,共5页
在不具备风场环境或风力机的实验室的情况下,建立风力机输出特性模拟实验平台,对风力发电系统的研究具有重要作用。本文考虑涡流的影响,对叶素进行权系数分配,采用叶素理论建立风轮转矩模型,并根据风力机和直流电动机具有较大相似特性,... 在不具备风场环境或风力机的实验室的情况下,建立风力机输出特性模拟实验平台,对风力发电系统的研究具有重要作用。本文考虑涡流的影响,对叶素进行权系数分配,采用叶素理论建立风轮转矩模型,并根据风力机和直流电动机具有较大相似特性,利用控制直流电动机的输出转矩来模拟风力机的特性,搭建了交流励磁变速恒频风力发电系统实验平台。实验不仅验证了风轮转矩模型的正确性和实时性,体现了虚拟风力机在风速变化时模拟输出风轮转矩的快速跟随性能,而且证明了变速恒频风力发电系统控制策略的正确性,为风力发电系统的研究提供了完整有效的实现方案。 展开更多
关键词 风力机 风轮转矩 建模 叶素理论 权系数分配 直流电机 风力机模拟系统
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风力机模拟器的阻尼补偿策略与实验验证 被引量:7
5
作者 徐洋超 殷明慧 +3 位作者 陈载宇 李赟 刘建坤 汪成根 《电力工程技术》 2017年第6期46-52,共7页
风力机模拟器作为模拟实际风力机的重要工具,可以简化风电研究的实验过程、缩短研发周期。由于模拟器的转动惯量远小于实际风力机,现有研究主要关注于应用转动惯量补偿算法的模拟器的稳定性问题。文中发现忽略阻尼或阻尼补偿不准确会严... 风力机模拟器作为模拟实际风力机的重要工具,可以简化风电研究的实验过程、缩短研发周期。由于模拟器的转动惯量远小于实际风力机,现有研究主要关注于应用转动惯量补偿算法的模拟器的稳定性问题。文中发现忽略阻尼或阻尼补偿不准确会严重影响模拟的准确性,导致转速偏低以至无法准确模拟实际风力机的机械动态过程,并完善了风力机模拟器的传动链模型,分析了风力机模拟器与实际风机传动链的阻尼差异对动态模拟准确性的影响机理,并设计了风力机模拟器的阻尼补偿策略。基于最大功率点跟踪控制实验验证了阻尼补偿策略,结果表明改进后的风力机模拟器能够更加准确地复现风力机的机械动态过程。 展开更多
关键词 风力机模拟 阻尼补偿 机械动态模拟 转动惯量补偿
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基于SRM直接转矩控制的风力机模拟器 被引量:5
6
作者 张艳杰 徐丙垠 +1 位作者 熊立新 边敦新 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期15-19,27,共6页
提出一种风力机特性模拟方法,以实际系统与模拟系统转动惯量差与系统实时加速度乘积作为补偿项,实现风力机特性动态模拟。研究了一种基于开关磁阻电机(SRM)的风力机模拟器,上位机设定风速,DSP中采集风速和转速信号,执行风力机模型,控制... 提出一种风力机特性模拟方法,以实际系统与模拟系统转动惯量差与系统实时加速度乘积作为补偿项,实现风力机特性动态模拟。研究了一种基于开关磁阻电机(SRM)的风力机模拟器,上位机设定风速,DSP中采集风速和转速信号,执行风力机模型,控制SRM实时输出风力机转矩。基于SRM的转矩近似模型和实验测定的磁化及转矩特性,微步内选择施加电压矢量,把磁链和转矩实时控制在相应的滞环内,实现了SRM的直接转矩控制。仿真和风力机最大功率点跟踪实验证明,该模拟器具有良好的动态转矩跟踪性能,转矩脉动小。 展开更多
关键词 风力机特性模拟 开关磁阻电机 直接转矩控制 最大功率点跟踪
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基于永磁同步电机的风力机动静态特性模拟 被引量:30
7
作者 陈杰 陈家伟 +3 位作者 陈冉 陈志辉 龚春英 严仰光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第15期40-46,共7页
风力机模拟系统使在实验室内开展风力发电技术的各项研究成为可能。以永磁同步电动机作为原动机,提出并设计了一套完整的风力机特性模拟系统。在分析了风力机静态特性的基础上,指出采用基于加速度反馈的动态转矩补偿可以实现风力机动态... 风力机模拟系统使在实验室内开展风力发电技术的各项研究成为可能。以永磁同步电动机作为原动机,提出并设计了一套完整的风力机特性模拟系统。在分析了风力机静态特性的基础上,指出采用基于加速度反馈的动态转矩补偿可以实现风力机动态性能的模拟。对动态补偿环节进行分析,结果显示补偿环节中的滤波器对模拟系统的性能有直接影响,并以一阶低通滤波器为例,推导了风力机转动惯量与滤波常数之间的内在关系。在仿真研究的基础上,构建了一套完整的风力机模拟控制平台,对不同风速、负载以及转动惯量等条件下的风力机运行特性进行了模拟。实验结果验证了文中所用方法的可行性和相关理论分析的正确性。 展开更多
关键词 风力发电 风力机模拟 动态补偿 永磁同步电动机 滤波器
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两种风力机动态模拟方法的比较 被引量:11
8
作者 陈杰 龚春英 +1 位作者 陈家伟 严仰光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期79-85,共7页
风力机模拟系统(WTS)为实验室内开展风力发电系统的各项技术研究提供了设备基础。分析了风力机气动特性,指出常规的风力机静态模拟方法会改变对象的频域模型,无法真实模拟风力机的动态特性,阐明了采用动态模拟的必要性。目前,常用的风... 风力机模拟系统(WTS)为实验室内开展风力发电系统的各项技术研究提供了设备基础。分析了风力机气动特性,指出常规的风力机静态模拟方法会改变对象的频域模型,无法真实模拟风力机的动态特性,阐明了采用动态模拟的必要性。目前,常用的风力机动态模拟方法需要对转速直接求导,会影响系统的稳定性。为了克服该问题,需要对相关的滤波环节进行深入分析和精心设计,但工作量大、难度高、通用性差。为此,进一步探讨了一种基于转速控制的风力机动态模拟方法,消除了常用WTS中的微分环节,可显著提高了系统的整体性能。文章详细地分析了两种动态模拟方法的基本原理及可行性,并进行了实验验证和比较研究。 展开更多
关键词 风力发电 风力机模拟 动态模拟 微分环节 稳定性
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基于负载转矩观测的风力机动静态特性模拟 被引量:6
9
作者 郭鸿浩 周波 +2 位作者 刘颖 许恩利 游霞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第27期145-153,20,共9页
为提高风力机模拟系统的模拟准确性,在分析模拟系统与实际风机系统运动方程的基础上,根据2系统速度相等的原则,提出基于负载转矩反馈实现风力机动静态特性模拟的控制策略。控制策略中所需的负载转矩值由滑模观测器(sliding-mode observe... 为提高风力机模拟系统的模拟准确性,在分析模拟系统与实际风机系统运动方程的基础上,根据2系统速度相等的原则,提出基于负载转矩反馈实现风力机动静态特性模拟的控制策略。控制策略中所需的负载转矩值由滑模观测器(sliding-mode observer,SMO)实时观测得到。同时,分析了滑模观测器的等效滤波效果,分析表明,滑模观测结果等效于对实际负载转矩进行1阶滤波处理。最后利用RT-LAB实时控制器进行实验,结果表明,所提方法能正确观测出负载转矩,以此为基础构建的风力机模拟系统可灵活模拟不同机械参数下风力机的运行特性。 展开更多
关键词 无刷直流电机 风力机模拟 动态过程模拟 负载转矩观测 滑模观测器
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风力机动态模拟器的仿真研究 被引量:6
10
作者 李少林 张兴 +2 位作者 杨淑英 张崇巍 曹仁贤 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1366-1372,共7页
为了满足实验室研究风力发电技术的需要,该文设计了动态风力机模拟器。在分析实际风力机与模拟系统差异的基础上,综合考虑了风力机的风剪效应、塔影效应及其风力机的大惯量特性,提出了转矩指令动态补偿的转矩模拟方案。详细分析了惯量... 为了满足实验室研究风力发电技术的需要,该文设计了动态风力机模拟器。在分析实际风力机与模拟系统差异的基础上,综合考虑了风力机的风剪效应、塔影效应及其风力机的大惯量特性,提出了转矩指令动态补偿的转矩模拟方案。详细分析了惯量补偿的原理,并对其正确性进行了数学论证。理论分析和仿真结果表明,模拟系统的动特性与风力机的理论动特性高度吻合,可方便地用于实验室条件下的风力发电技术研究。 展开更多
关键词 风力机模拟 风剪效应 塔影效应 惯量转矩补偿
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风力机机械特性模拟方法分析研究 被引量:5
11
作者 李旭 孟岩峰 +1 位作者 胡书举 许洪华 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第8期1150-1154,共5页
风力机模拟系统对于风电新技术、新理论的验证与进步有重要作用。能否准确模拟风力机机械特性的稳态性能与动态性能,是风力机模拟系统的关键。文章对风力机模拟系统以及模拟对象进行了建模与分析研究。根据相似原理,提出采用转矩控制方... 风力机模拟系统对于风电新技术、新理论的验证与进步有重要作用。能否准确模拟风力机机械特性的稳态性能与动态性能,是风力机模拟系统的关键。文章对风力机模拟系统以及模拟对象进行了建模与分析研究。根据相似原理,提出采用转矩控制方法以及转速控制方法进行风力机模拟,并分别进行了仿真研究分析。仿真结果表明转矩控制及转速控制均能实现风力机机械特性的动态模拟,转矩控制拥有更好的响应速度,转速控制拥有更好的稳定性。 展开更多
关键词 风力发电 风力机模拟 动态特性
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基于直流电动机的风力机特性动态模拟器研究 被引量:8
12
作者 杨赟 程明 张建忠 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1271-1275,共5页
首先分析了风力机和直流电动机输出特性的相似性,阐述了用直流电动机模拟风力机特性的可行性。针对传统的风力机特性模拟器只能实现稳态转矩模拟的缺点,该文提出了一种可以实现风力机动态转矩模拟的新方法,并在Matlab/Simulink环境下建... 首先分析了风力机和直流电动机输出特性的相似性,阐述了用直流电动机模拟风力机特性的可行性。针对传统的风力机特性模拟器只能实现稳态转矩模拟的缺点,该文提出了一种可以实现风力机动态转矩模拟的新方法,并在Matlab/Simulink环境下建立了风力机特性动态模拟器的仿真模型。仿真结果表明,该动态模拟器能够很好地实现风力机的动态和稳态特性模拟。 展开更多
关键词 气动转矩 动态特性 风力发电 风力机模拟
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基于DSVM直接转矩控制的风力机实时模拟系统 被引量:3
13
作者 刘钰山 葛宝明 毕大强 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2611-2616,共6页
为解决实验室无法用真实风力机研究风力发电的相关技术问题,提出了用先进的直接转矩控制(DTC)策略控制异步电机模拟风力机特性的技术。设计了风机转矩的计算方法,及异步电机直接转矩控制系统,使其跟随风机转矩变化,进一步利用离散空间... 为解决实验室无法用真实风力机研究风力发电的相关技术问题,提出了用先进的直接转矩控制(DTC)策略控制异步电机模拟风力机特性的技术。设计了风机转矩的计算方法,及异步电机直接转矩控制系统,使其跟随风机转矩变化,进一步利用离散空间矢量调制(DSVM)技术改善了系统的低速性能,并在RT-LAB仿真平台下对所设计的风力机模拟系统进行了实时仿真,验证了系统稳定性好,准确性高的特点,为实验室内研究风力发电技术提供了一个良好的方案。 展开更多
关键词 风力机模拟 异步电机 直接转矩控制 离散空间矢量调制 实时仿真
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适用于风电机组传动链地面测试的改进型风力机动态模拟方法 被引量:2
14
作者 孟岩峰 胡书举 许洪华 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4021-4028,共8页
风力机模拟器是风电机组传动链地面测试系统的关键部件之一,研究风力机静动态特性的精确模拟技术具有重要的现实意义。论文首先总结分析目前常用风力机模拟控制方法及其存在问题;在此基础上,阐述了风力机静动态特性模拟方法,推导给出了... 风力机模拟器是风电机组传动链地面测试系统的关键部件之一,研究风力机静动态特性的精确模拟技术具有重要的现实意义。论文首先总结分析目前常用风力机模拟控制方法及其存在问题;在此基础上,阐述了风力机静动态特性模拟方法,推导给出了实现转动惯量补偿的风力机模拟系统输出转矩控制方程,针对动态转矩补偿引入的微分环节可能引起的系统稳定性问题,提出了基于龙伯格加速度观测器的改进型风力机动态模拟控制策略,并分析了系统稳定性;最后进行了仿真和实验研究。仿真和实验结果表明:采用所提控制策略,可以真实模拟实际风力机大转动惯量的动静态特性,在实现动态转矩补偿的同时无需引入微分环节,有效提高了系统运行的稳定性。研究结果可为风电机组的动态模拟提供参考。 展开更多
关键词 风电机组 传动链地面测试系统 风力机模拟 加速度观测器 转动惯量
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三角形接法的异步电机模拟风力机控制
15
作者 朱瑛 桑建斌 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期99-106,共8页
针对绕组三角形连接的异步电机提出了风力机模拟控制策略,将异步电机连接减速齿轮箱模拟风力机,并使其与新型双转子风力发电机相连,配合实现了双转子电机的最大功率跟踪控制。由于目前文献中对异步电机采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)时默... 针对绕组三角形连接的异步电机提出了风力机模拟控制策略,将异步电机连接减速齿轮箱模拟风力机,并使其与新型双转子风力发电机相连,配合实现了双转子电机的最大功率跟踪控制。由于目前文献中对异步电机采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)时默认其绕组为星形连接,而星形连接和三角形连接时调制算法并不一样,因此对三角形连接的异步电机推导了其SVPWM调制算法。为了验证提出的风力机模拟控制策略的有效性,搭建了风力机模拟实验平台,实验结果表明了在风速随机快速变化时风力机模拟效果良好,且与之相连的新型双转子风力发电机能实现最大功率跟踪控制策略,故满足了实验室验证风电控制策略的要求。 展开更多
关键词 异步电机 矢量控制 风力机模拟 三角形连接 双转子电机
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风力发电实验用模拟风力机 被引量:36
16
作者 贾要勤 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期735-739,共5页
在风力发电机控制、风力机最大功率点追踪控制(MPPT,Maximum Power Point Tracking)等相关的研究中,风力机是必备的实验设备,但是,在没有风的情况下,或在实验室,就无法进行这些实验和研究。作者开发了一种模拟风力机,有了它,就可以在实... 在风力发电机控制、风力机最大功率点追踪控制(MPPT,Maximum Power Point Tracking)等相关的研究中,风力机是必备的实验设备,但是,在没有风的情况下,或在实验室,就无法进行这些实验和研究。作者开发了一种模拟风力机,有了它,就可以在实验室随心所欲地进行风力发电的初期实验研究工作,从而缩短研发的周期和减小实验研究的费用。首先用6次多项式来拟合风力机的转矩特性曲线。然后根据当前的风速和风力机转速来计算风力机的转矩,将此转矩作为转矩指令控制感应电机来模拟风力机,感应电机通过控制逆变器来驱动。最后,给出了用此模拟风力机所做的MPPT实验研究结果,验证了该模拟风力机的良好特性。 展开更多
关键词 风力发电 模拟风力机 最大功率点追踪控制
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风力发电综合实验系统研制与应用 被引量:6
17
作者 程俊杰 郑晓丹 +2 位作者 凌松盛 罗云霞 方勇耕 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2012年第11期74-77,86,共5页
根据风电专业的教学需求,研制了以大型变桨距双馈异步变速恒频风力发电系统为主体的风电教学综合实验系统,介绍了系统的组成、结构、功能、硬件、软件方案设计,阐述了思路、特点、涉及到的实用技术等。该系统引入了"风力机模拟器&q... 根据风电专业的教学需求,研制了以大型变桨距双馈异步变速恒频风力发电系统为主体的风电教学综合实验系统,介绍了系统的组成、结构、功能、硬件、软件方案设计,阐述了思路、特点、涉及到的实用技术等。该系统引入了"风力机模拟器"的设计理念,并且得到具体实施,综合实验系统不但适用于实验教学还可进行科学研究,具有良好的实际应用价值。 展开更多
关键词 风力发电 风场模拟 仿真机组 风力机模拟
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SRG风力发电系统最大风能追踪控制研究 被引量:3
18
作者 刘恒 潘再平 《机电工程》 CAS 2014年第9期1196-1200,共5页
针对在实验室条件下实现SRG风力发电系统的最大风能追踪控制的问题,对风力机的运行特性及其模拟实现方案、开关磁阻电机的工作原理及其控制方法等方面进行了研究,并对风力发电系统中实现最大风能追踪的控制策略进行了介绍,提出了基于转... 针对在实验室条件下实现SRG风力发电系统的最大风能追踪控制的问题,对风力机的运行特性及其模拟实现方案、开关磁阻电机的工作原理及其控制方法等方面进行了研究,并对风力发电系统中实现最大风能追踪的控制策略进行了介绍,提出了基于转速反馈的SRG发电系统最大风能追踪控制方案,同时对直流电机进行了转矩控制以实现风力机输出特性的模拟。在SRG风力发电系统平台上对风力机模拟系统进行了测试评价,并进行了变风速条件下的最大风能追踪试验。研究结果表明,直流电机能够有效模拟风力机的输出特性,控制简单,抗干扰能力强,基于转速反馈的MPPT控制方法能够在风速变化时快速调节SRG输出,准确地实现最大风能跟踪。 展开更多
关键词 开关磁阻发电机 风力发电系统 风力机特性模拟 最大风能追踪
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直驱风电机组动模实验方法研究 被引量:4
19
作者 李旭 孟岩峰 +1 位作者 胡书举 许洪华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期655-661,共7页
对实验室直驱风力机发电机组模拟系统进行系统分析和建模,通过建模和分析给出风力发电机组模拟系统的建立方法及参数折算方法。使用该方法分析10 k W模拟系统模拟1 MW风电机组的情况,并进行相应仿真研究。通过该方法建立一套17 k W风力... 对实验室直驱风力机发电机组模拟系统进行系统分析和建模,通过建模和分析给出风力发电机组模拟系统的建立方法及参数折算方法。使用该方法分析10 k W模拟系统模拟1 MW风电机组的情况,并进行相应仿真研究。通过该方法建立一套17 k W风力发电机组的实验室模拟系统,并进行工况突变实验与电压跌落实验。 展开更多
关键词 风力发电 风力机模拟 动模实验 直驱
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基于牛顿-拉夫逊法的风速观测器设计 被引量:3
20
作者 刘乾 徐洋超 李赟 《电力工程技术》 2017年第5期71-75,共5页
风速是风力发电机的一个重要参量,准确获取风机运行过程中实时的风速信息对风机的控制十分重要。文中基于牛顿-拉夫逊方法,设计并实现了一种风速观测器。该观测器根据风轮机运行中实时的运行状态数据,迭代估计出叶尖速比的近似值,再由... 风速是风力发电机的一个重要参量,准确获取风机运行过程中实时的风速信息对风机的控制十分重要。文中基于牛顿-拉夫逊方法,设计并实现了一种风速观测器。该观测器根据风轮机运行中实时的运行状态数据,迭代估计出叶尖速比的近似值,再由它与风速的对应关系计算出实时的估计风速,达到风速观测的目的。最后,将该风速观测器分别在Matlab和风力机模拟器中进行仿真和实验验证,结果表明,所设计的风速观测器具有良好的风速估计性能,符合预期目标。 展开更多
关键词 牛顿-拉夫逊算法 风速观测 变速风电机组 叶尖速比 风力机模拟
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