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双馈风机宽频受迫扭振抑制的模型参考自适应控制方法
1
作者
王晓兰
李朝辉
《重庆大学学报》
北大核心
2025年第9期37-49,共13页
湍流风激励场景下双馈风力发电系统轴系传动链在低频段存在宽频受迫扭振问题,影响机组稳定运行。提出了扭振抑制的模型参考自适应控制(model reference adaptive control,MRAC)方法,建立了考虑最优转矩控制和带通滤波器参数的轴系宽频...
湍流风激励场景下双馈风力发电系统轴系传动链在低频段存在宽频受迫扭振问题,影响机组稳定运行。提出了扭振抑制的模型参考自适应控制(model reference adaptive control,MRAC)方法,建立了考虑最优转矩控制和带通滤波器参数的轴系宽频受迫扭振模型,利用系统输入量和输出量设计前馈控制器和自适应控制律,避免了传动链状态变量不易测量的难题,使向双馈风力发电系统传动链提供主动阻尼的带通滤波器主要参数进行自适应调节,最终传动链动态响应跟踪稳定的参考模型。以1.5 MW双馈风力发电系统为例,在持续性湍流风激励场景下,仿真验证MRAC的跟踪效果,对比电气阻尼重塑方法和MRAC方法对宽频受迫扭振的抑制性能。结果表明,所提出的MRAC方法能够使被控对象稳定跟踪参考模型,跟踪平均误差不超过4.94%;相比于电气阻尼重塑方法,采取MRAC对双馈风力发电系统传动链宽频受迫扭振抑制效果提升了21.77%,柔性传动轴扭矩和发电机输出有功功率波动均减小。
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关键词
双馈风力发电系统
轴系传动链
宽频受迫扭振
模型参考自适应控制
扭振抑制
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职称材料
基于电气阻尼-刚度控制的双馈风电机组轴系扭振抑制策略
被引量:
10
2
作者
司金冬
柴兆森
+3 位作者
李辉
龚立娇
王宾
张新
《电力自动化设备》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期140-147,共8页
针对现有扭振控制中,难以平衡抑振效果和响应速度的关系,以及高、低速轴的阻尼比变化速率不同导致整体阻尼比难以调节的问题,提出了一种双馈风电机组轴系扭振抑制策略。首先推导了机械扭转角与电磁转矩的传递函数,通过引入等效阻尼和刚...
针对现有扭振控制中,难以平衡抑振效果和响应速度的关系,以及高、低速轴的阻尼比变化速率不同导致整体阻尼比难以调节的问题,提出了一种双馈风电机组轴系扭振抑制策略。首先推导了机械扭转角与电磁转矩的传递函数,通过引入等效阻尼和刚度分析了高低速轴机电耦合阻尼比的差异。其次对电气刚度抑制轴系扭振的机理进行分析,根据阻尼和刚度的协调作用,提出基于电气阻尼-刚度控制的轴系扭振抑制策略,得到电气阻尼-刚度控制下的轴系阻尼比变化趋势。最后在搭建FAST-MATLAB/Simulink联合仿真双馈风电机组模块的基础上,引入湍流风与电网暂降激励,对所提策略的抑振效果进行仿真验证。结果表明,相较于传统的阻尼控制,所提策略能够充分发挥传动链的机电强耦合作用,在保证响应速度的同时具有更好的抑振能力。
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关键词
双馈风电机组
轴系扭振抑制策略
电气刚度
响应速度
补偿控制
阻尼
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职称材料
基于储能系统的双馈风电机组机网扭振抑制策略
被引量:
7
3
作者
赵祖熠
解大
+1 位作者
楚皓翔
刘李勃
《电力自动化设备》
EI
CSCD
北大核心
2016年第8期33-39,共7页
针对由电网侧电气小扰动引起的机网扭振现象,提出了一种储能系统(ESS)的双馈风电机组(DFIG)机网扭振抑制策略。通过建立储能系统的数学模型,提出了储能系统的附加阻尼控制策略,利用储能系统既能输出无功也能输出有功的特点,根据风电机...
针对由电网侧电气小扰动引起的机网扭振现象,提出了一种储能系统(ESS)的双馈风电机组(DFIG)机网扭振抑制策略。通过建立储能系统的数学模型,提出了储能系统的附加阻尼控制策略,利用储能系统既能输出无功也能输出有功的特点,根据风电机组母线电压偏差信号及电网电压频率偏差信号,控制储能系统的无功及有功功率的输出,在电网发生故障或者干扰时,稳定母线电压,抑制频率波动,从而及时有效地抑制机网扭振。仿真结果表明,对于传输线路末端无限大电网的电压暂降和频率波动的干扰引起的风电机组轴系扭振,储能系统能够有效地进行抑制。
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关键词
双馈风电机组
储能系统
扭振
抑制策略
附加阻尼控制
电压偏差
频率偏差
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职称材料
压缩空气储能系统释能环节轴系建模与振荡分析
被引量:
1
4
作者
刘迪
张甜甜
+3 位作者
彭宇维
唐晓梅
王丹
毛承雄
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期563-572,共10页
压缩空气储能系统因其具有容量大、寿命长、响应快和调节灵活的特点,有着广阔的应用前景。压缩空气储能的释能环节作为气体压力能向机械能转化并最终产生电能的中间环节,其轴系建模与稳定机理与传统发电机组、风力机组、微型燃气轮机等...
压缩空气储能系统因其具有容量大、寿命长、响应快和调节灵活的特点,有着广阔的应用前景。压缩空气储能的释能环节作为气体压力能向机械能转化并最终产生电能的中间环节,其轴系建模与稳定机理与传统发电机组、风力机组、微型燃气轮机等均存在不同之处。为了研究压缩空气储能系统的轴系振荡特性以进一步分析储能并网后电力系统的稳定性问题,重点介绍了一种典型的四级膨胀压缩空气储能系统释能环节结构,建立了其轴系分段集中质量弹簧模型,并推导了相应的轴系标幺模型。对一个10 MW级压缩空气储能系统进行了轴系固有特性分析,得到了其固有振荡频率和振荡模态,并从电网侧和膨胀机侧分别进行了轴系稳定性分析。基于轴系振荡特性,将系统潜在振荡形式分为冲击性振荡、次同步振荡和超同步振荡三类,对各类振荡形式进行了机理分析和仿真验证,仿真结果表明,CAES释能环节轴系存在多种潜在振荡形式,并根据各类振荡的特性提出了对应的抑制策略。
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关键词
压缩空气储能系统
电力系统稳定性
轴系振荡模态
振荡形式
抑制策略
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职称材料
题名
双馈风机宽频受迫扭振抑制的模型参考自适应控制方法
1
作者
王晓兰
李朝辉
机构
兰州理工大学电气工程与信息工程学院
兰州理工大学电气与控制工程国家级实验教学示范中心
出处
《重庆大学学报》
北大核心
2025年第9期37-49,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(61963024)。
文摘
湍流风激励场景下双馈风力发电系统轴系传动链在低频段存在宽频受迫扭振问题,影响机组稳定运行。提出了扭振抑制的模型参考自适应控制(model reference adaptive control,MRAC)方法,建立了考虑最优转矩控制和带通滤波器参数的轴系宽频受迫扭振模型,利用系统输入量和输出量设计前馈控制器和自适应控制律,避免了传动链状态变量不易测量的难题,使向双馈风力发电系统传动链提供主动阻尼的带通滤波器主要参数进行自适应调节,最终传动链动态响应跟踪稳定的参考模型。以1.5 MW双馈风力发电系统为例,在持续性湍流风激励场景下,仿真验证MRAC的跟踪效果,对比电气阻尼重塑方法和MRAC方法对宽频受迫扭振的抑制性能。结果表明,所提出的MRAC方法能够使被控对象稳定跟踪参考模型,跟踪平均误差不超过4.94%;相比于电气阻尼重塑方法,采取MRAC对双馈风力发电系统传动链宽频受迫扭振抑制效果提升了21.77%,柔性传动轴扭矩和发电机输出有功功率波动均减小。
关键词
双馈风力发电系统
轴系传动链
宽频受迫扭振
模型参考自适应控制
扭振抑制
Keywords
doubly-fed wind power generation system
shaft system transmission chain
wideband
for
ced torsion
model reference adaptive control
torsional
vibration
suppression
分类号
TM614 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
基于电气阻尼-刚度控制的双馈风电机组轴系扭振抑制策略
被引量:
10
2
作者
司金冬
柴兆森
李辉
龚立娇
王宾
张新
机构
石河子大学机械电气工程学院
重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室
清华大学电机系电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室
出处
《电力自动化设备》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期140-147,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51675354)。
文摘
针对现有扭振控制中,难以平衡抑振效果和响应速度的关系,以及高、低速轴的阻尼比变化速率不同导致整体阻尼比难以调节的问题,提出了一种双馈风电机组轴系扭振抑制策略。首先推导了机械扭转角与电磁转矩的传递函数,通过引入等效阻尼和刚度分析了高低速轴机电耦合阻尼比的差异。其次对电气刚度抑制轴系扭振的机理进行分析,根据阻尼和刚度的协调作用,提出基于电气阻尼-刚度控制的轴系扭振抑制策略,得到电气阻尼-刚度控制下的轴系阻尼比变化趋势。最后在搭建FAST-MATLAB/Simulink联合仿真双馈风电机组模块的基础上,引入湍流风与电网暂降激励,对所提策略的抑振效果进行仿真验证。结果表明,相较于传统的阻尼控制,所提策略能够充分发挥传动链的机电强耦合作用,在保证响应速度的同时具有更好的抑振能力。
关键词
双馈风电机组
轴系扭振抑制策略
电气刚度
响应速度
补偿控制
阻尼
Keywords
doubly-fed wind turbine
torsional vibration suppression strategy for shafting
electrical stiffness
response speed
compensation control
damping
分类号
TM614 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
基于储能系统的双馈风电机组机网扭振抑制策略
被引量:
7
3
作者
赵祖熠
解大
楚皓翔
刘李勃
机构
上海交通大学电子信息与电气工程学院
出处
《电力自动化设备》
EI
CSCD
北大核心
2016年第8期33-39,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51277119)~~
文摘
针对由电网侧电气小扰动引起的机网扭振现象,提出了一种储能系统(ESS)的双馈风电机组(DFIG)机网扭振抑制策略。通过建立储能系统的数学模型,提出了储能系统的附加阻尼控制策略,利用储能系统既能输出无功也能输出有功的特点,根据风电机组母线电压偏差信号及电网电压频率偏差信号,控制储能系统的无功及有功功率的输出,在电网发生故障或者干扰时,稳定母线电压,抑制频率波动,从而及时有效地抑制机网扭振。仿真结果表明,对于传输线路末端无限大电网的电压暂降和频率波动的干扰引起的风电机组轴系扭振,储能系统能够有效地进行抑制。
关键词
双馈风电机组
储能系统
扭振
抑制策略
附加阻尼控制
电压偏差
频率偏差
Keywords
doubly-fed induction generator
energy storage system
torsional
vibration
s
suppression
strategy
additional damping control
voltage deviation
frequency deviation
分类号
TM614 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
压缩空气储能系统释能环节轴系建模与振荡分析
被引量:
1
4
作者
刘迪
张甜甜
彭宇维
唐晓梅
王丹
毛承雄
机构
华中科技大学电气与电子工程学院
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期563-572,共10页
基金
储能系统与电力系统的耦合与控制技术(2017YFB0903604)。
文摘
压缩空气储能系统因其具有容量大、寿命长、响应快和调节灵活的特点,有着广阔的应用前景。压缩空气储能的释能环节作为气体压力能向机械能转化并最终产生电能的中间环节,其轴系建模与稳定机理与传统发电机组、风力机组、微型燃气轮机等均存在不同之处。为了研究压缩空气储能系统的轴系振荡特性以进一步分析储能并网后电力系统的稳定性问题,重点介绍了一种典型的四级膨胀压缩空气储能系统释能环节结构,建立了其轴系分段集中质量弹簧模型,并推导了相应的轴系标幺模型。对一个10 MW级压缩空气储能系统进行了轴系固有特性分析,得到了其固有振荡频率和振荡模态,并从电网侧和膨胀机侧分别进行了轴系稳定性分析。基于轴系振荡特性,将系统潜在振荡形式分为冲击性振荡、次同步振荡和超同步振荡三类,对各类振荡形式进行了机理分析和仿真验证,仿真结果表明,CAES释能环节轴系存在多种潜在振荡形式,并根据各类振荡的特性提出了对应的抑制策略。
关键词
压缩空气储能系统
电力系统稳定性
轴系振荡模态
振荡形式
抑制策略
Keywords
compressed air energy storage system
power system stability
modelling of the
shafting
system
shaft
torsional
oscillation
suppression
strategy
分类号
TK02 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
双馈风机宽频受迫扭振抑制的模型参考自适应控制方法
王晓兰
李朝辉
《重庆大学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于电气阻尼-刚度控制的双馈风电机组轴系扭振抑制策略
司金冬
柴兆森
李辉
龚立娇
王宾
张新
《电力自动化设备》
EI
CSCD
北大核心
2022
10
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于储能系统的双馈风电机组机网扭振抑制策略
赵祖熠
解大
楚皓翔
刘李勃
《电力自动化设备》
EI
CSCD
北大核心
2016
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
压缩空气储能系统释能环节轴系建模与振荡分析
刘迪
张甜甜
彭宇维
唐晓梅
王丹
毛承雄
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
在线阅读
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职称材料
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