基于功率给定的双馈风力发电最大风能捕获策略

基于功率给定的双馈风力发电最大风能捕获策略作者：曾志勇，冯婧，周宏范，ZENGZhiyong，FENGJing，ZHOUHongfan作者单位：曾志勇,冯婧,ZENGZhiyong,FENGJing(安徽理工大学,电气与信息工程学院,安徽,淮南,232001)，周宏范,ZHOUHongfan(国投新集能源(集团)股份有限公司,安徽,淮南,232001)刊名：电力自动化设备英文刊名：ELECTRICPOWERAUTOMATIONEQUIPMENT年，卷(期)：2010，30(6)被引用次数：0次参考文献(15条)1.MOORGD.BEYKESHJMaximumpowerpointtrackersforwindturbines20042.THIRINGERT.LINDERSJControlbyvariablerotorspeedofafixedpitchwindturbineoperatinginawidespeedrange1993(8)3.MOHAMEDAZ.ESKANDERMN.GHALIFAFuzzylogiccontrolbasedmaximumpowertrackingofawindenergysystem2001(2)4.WANGQ.CHANGLAnintelligentmaximumpowerextractionalgorithmforinverter-basedvariablespeedwindturbinesystems2004(9)5.ZINGERD.MULJADIEAnnualizedwindenergyimprovementusingvariablespeed1997(6)6.许洪华.倪受元独立运行风电机组的最佳叶尖速1998(1)7.SLOOTWEGJG.POLINDERHKLINGWLDynamicmodellingofawindturbinewithdoublyfedinductiongenerator2001(1)8.YAMAMOTOM.MOTOYOSHIOActiveandreactivepowercontrolfordoubly-fedwoundrotorinductiongenerator1991(4)9.刘其辉变速恒频风力发电系统运行与控制研究200610.贾要勤.曹秉刚.杨仲庆风力机发电的MPPT快速响应控制方法2004(2)11.李晶.宋家骅.王伟胜大型变速恒频风力发电机组建模与仿真2004(6)12.廖勇.杨顺昌交流励磁发电机励磁控制1998(2)13.苑国锋.柴建云.李永东变速恒频风力发电机组励磁变频器的研究2005(8)14.张崇魏.张兴PWM整流器及其控制200315.李永东交流电机数字控制系统2002相似文献(10条)1.期刊论文刘伟东.尹忠东.朱永强.肖湘宁风力发电变速恒频技术综述-中国电力教育2005(z2)风力发电技术大体上可分为恒速恒频Constant-SpeedConstant-Frequency(VSCF)和变速恒频Variable-SpeedConstant-Frequency(CSCF)两大类.恒速恒频通过保持风机转速恒定从而实现了发电频率的恒定.虽然设计简单,但也带来了风能利用率不高和对机件磨损严重等缺点.变速恒频则随着风速改变而改变叶片转速,具有效率高,变电力动力系统间的刚性连接为柔性连接等特点,是以后风力发电技术发展的方向.2.学位论文谢震变速恒频双馈风力发电模拟平台的研究2005随着地球能源的日益紧缺，环境污染日益加重，风能作为可再生绿色能源越来越被人们重视，风力发电技术成为世界各国研究的重点。而变速恒频双馈风力发电技术以其成本低、高效率等特点成为当今风力发电技术中的主流。本文对变速恒频双馈风力发电系统的相关技术进行了较全面的研究，包括空气动力学、风力机技术、电力电子技术、控制策略和系统集成，特别是为变速恒频双馈风力发电技术的研究设计并构建了一套模拟实验平台：1.详细的分析变速恒频双馈风力发电机的工作原理和数学模型，在基于定子磁场定向的矢量控制策略的基础上，提出变速恒频双馈风力发电机空载并网的基于电压反馈的外环控制策略，实验结果表明使用该方法，并网时对电网冲击较小，实现发电机定子侧的软并网。分析了并网后的转速控制和功率控制策略，并在Matlab\Simulink平台下建立相应的仿真模型。2.根椐系统运行过程和控制对象的特点，在变速恒频双馈风力发电模拟系统中采用一种模糊自适应控制和常规的PI控制相结合的混合控制策略，并在Matlab\Simulink平台下建立相应的仿真模型，研究表明该控制策略具有良好的动、静态特性，有较好的抗干扰性，无超调，响应速度加快，鲁棒性强。实现了发电机定子侧有功、无功的独立控制。3.详细的分析了风力发电用三相电压型PWM变流器的工作原理，采用了基于开关函数的三相PWM变流器的数学模型，采用一种固定开关频率与电网电动势前馈相结合的直接电流的控制策略，并在Matlab\Simulink平台下构建相应的仿真模型，实现了网侧单位功率因数正弦波电流控制。结果证明采用这种控制策略的三相PWM变流器作为变速恒频双馈风力发电用励磁电源的有效性。4.本文采用了一种计算简便的风速数学模型，该模型将自然风速分为基本风速、阵风、缓慢变化风速和噪声风速四部分组成，而每个部分计算较为简便。通过Labview语言实现了对风场的模拟，模拟结果较为理想。5.在详细的分析了最大风能追踪的转速控制方法的基础上，提出一种适用于变速恒频双馈风力发电最大风能跟踪的改进型功率滞环控制方法，并在Matlab\Simulink平台下建立相应的仿真模型，结果表明这种方法有效的解决了风速波动时干扰。6.提出并在实验室构建了110KW变速恒频双馈风力发电模拟平台，采用一种用异步电动机作为原动机模拟风力机特性的功率外环控制的方法，并在Matlab\Simulink平台下建立相应的仿真模型,较好的实现了对风力机特性的模拟。研制了该平台的核心构件，基于TMS320LF2407的背靠背交直交双向四象限变流器，包括网侧变流器和转子侧变流器，实验结果验证了该系统的控制策略的正确性和可靠性。实现了发电机定子侧有功、无功的前馈解耦控制，以及网侧的单位功率因数控制，研制了与该平台配套的基于Labview的上位机监控和调度软件。3.会议论文顾勇.吴国祥.唐慧变速恒频双馈风力发电柔性并网控制2009传统的风力发电并网方式为“刚性并网”，在并网瞬间会产生很大的冲击电流。本文根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点，将矢量控制的定子电压定向技术应用在双馈发电机的并网控制上，对风力发电的“柔性并网”进行了分析，即根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流，在变速条件下实现无冲击电流并网，实现了输出有功和无功功率的解耦控制。建立了交流励磁发电机空载并网、负载并网、并网后的稳态运行和电网波动情况下的不脱网控制模型，完整的仿真研究验证了变速恒频风力发电柔性并网控制策略的正确性与有效性。4.期刊论文曹云峰.蔡旭.CAOYun-feng.CAIXu变速恒频双馈风力发电试验系统的研究与实现-苏州市职业大学学报2008,19(3)变速恒频双馈风力发电机组运行在额定风速以下时,可以进行最大风能捕获,最大效率的利用风能;在额定风速以上,输出功率平稳,且传动系统具有良好的柔性.为了在实验室条件下研究变速恒频双馈风力发电电气控制技术.设计并实现了变速恒频双馈风力发电试验平台主控制系统,对主控制系统的硬件配置和软件结构以及系统所要实现的功能模块进行了详细的探讨.5.学位论文田涛双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略研究2009在能源短缺和环境污染日益严重的今天，作为可再生绿色能源的风能的开发利用具有十分重要的意义。随着风力发电机组容量的不断增大，提高运行效率、安全准确并网、最大程度地利用风能已经成为风力发电技术研究的重要内容。br　　本文首先阐述了变速恒频相对于恒速恒频的优点，重点分析双馈电机作变速恒频运行时的工作原理，详细推导双馈电机在两相同步旋转d-q坐标系下的动态数学模型，为全文的研究奠定理论基础。在介绍风力机特性的基础上，根据不同的风况，把交流励磁风力发电机组的运行区域划分为三个，讨论交流励磁风力发电系统在Cp恒定区最大风能追踪控制的实现方法。其次，根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点，将矢量控制的电网电压定向技术应用于双馈发电机的并网发电上，提出一种基于电网电压定向的双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略，即在定子开路条件下，根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流，在变速条件下实现几乎无冲击电流并网和输出有功、无功功率的解耦控制，建立交流励磁发电机空载并网及稳态运行控制模型。最后，作为变速恒频风电机组电控系统的核心部件，双PWM变频器可使转子励磁电源的输入输出特性更好，电力谐波更小，调速调频范围更宽以及实现能量的双向传输，讨论了基于电网电压定向矢量控制技术的网侧变换器的控制方法，以期实现网侧变换器交流侧单位功率因数控制和直流环节电压控制。br　　最后，利用Matlab/Simulink仿真软件，建立了系统各组成部分的仿真模型，并进行了仿真实验研究。仿真结果表明，变速恒频风力发电系统具有良好的运行特性，本文所提出的空载并网方式是变速恒频风力发电的一种较理想的并网方式。6.期刊论文刘其辉.贺益康.张建华.LIUQi-hui.HEYi-kang.ZHANGJian-hua并网型交流励磁变速恒频风力发电系统控制研究-中国电机工程学报2006,26(23)并网型交流励磁变速恒频风力发电系统存在不同的运行区域,各运行区域对应的控制方式有所不同.文中讨论了并网型交流励磁变速恒频风力发电系统的运行区域,指出并网控制和功率解耦控制是发电机重要的控制模式.在讨论双馈异步发电机数学模型的基础上,将磁场定向矢量控制技术应用于发电机控制,探讨了基于定子磁链定向矢量控制的并网型交流励磁变速恒频风力发电系统功率解耦控制策略和并网控制策略.构建了1台10kW的实验机组,对并网控制和功率解耦控制进行了完整的稳态、动态实验研究.实验结果表明,风力发电机控制性能优良,不但可在变速情况下可靠并网,而且并网后还能在变速恒频运行的基础上实现有功功率、无功功率的解耦控制.7.学位论文卞松江变速恒频风力发电关键技术研究2003在能源消耗日益增长、环境污染日渐严重的今天,作为可再生绿色能源的风能成为世界各国普遍重视的能源,风力发电技术也成为各国学者竞相研究的热点.该文对交流励磁变速恒频风力发电领域的关键技术进行了较为全面的从仿真到实验、从理论到实践的深入研究,同时对具有广泛潜在应用前景的级联式无刷双馈发电机变速恒频风力发电技术也进行了详尽地理论分析,为今后进一步的深入研究奠定了一定的理论基础.论文首先分析了交流励磁双馈电机的数学模型和在追踪最大风能捕获变速恒频风力发电时必需的定子磁链定向矢量控制策略;针对双馈发电机转子能量双向流动的要求,提出并首次设计了具有能量双向流动能力的双PWM交流励磁用变频器;为解决实验室环境中模拟风电现场进行风力发电研究的原动机问题,提出改造直流电动机模拟风力机的方案;为从理论上深入研究变速恒频控制策略建立了交流励磁变速恒频风力发电定子磁链定向控制的仿真平台,进行了有、无功功率独立调节的仿真分析;为实现从理论到实践的全面研究,研制出了一套小功率完整的双PWM变频器交流励磁的双馈风力发电机实验系统,进行了空载、并网发电等一系列的运行实验;所完成的仿真和实验研究均验证了理论、模型和控制策略的正确性、可行性.此外,该文还首次详尽地分析了级联式无刷双馈电机在转子机械速dq坐标系、定子同步速MT坐标系下的数学模型,稳态等效电路及作变速恒频风力发电机运行时的定子功率绕组磁链定向矢量控制策略,通过仿真分析验证了模型和策略的正确性.8.期刊论文王庆龙.谢震.张兴.张崇巍.WANGQing-long.XIEZhen.ZHANGXing.ZHANGChong-wei变速恒频双馈风力发电功率偏差控制技术研究-电气传动2008,38(8)变速恒频