双馈感应发电机

摘要： 大规模风电并网,将导致电力系统惯性及相对备用容量降低,给电网频率控制带来困难.因此,如何对风机输出进行调整,使其参与电网调频成为亟待解决的问题.本文对此展开研究,首先,描述了风力发电机的传统限转矩控制原理,并对其参与电网一次调频进行了效果分析;其次,针对传统限转矩控制导致的风机转轴所受应力过大及频率二次跌落的问题,提出改进的限转矩控制方法,通过改进限转矩控制器的设计进行风机动能提取过程的优化,以减小频率二次跌落;最后,通过与传统限转矩控制、传统虚拟惯性控制和风机不参与调频3种方式的仿真对比分析,验证了所提方法的可行性和有效性.

摘要： 大规模风电并网,将导致电力系统惯性及相对备用容量降低,给电网频率控制带来困难.因此,如何对风机输出进行调整,使其参与电网调频成为亟待解决的问题.本文对此展开研究,首先,描述了风力发电机的传统限转矩控制原理,并对其参与电网一次调频进行了效果分析;其次,针对传统限转矩控制导致的风机转轴所受应力过大及频率二次跌落的问题,提出改进的限转矩控制方法,通过改进限转矩控制器的设计进行风机动能提取过程的优化,以减小频率二次跌落;最后,通过与传统限转矩控制、传统虚拟惯性控制和风机不参与调频3种方式的仿真对比分析,验证了所提方法的可行性和有效性.

摘要： 针对双馈感应发电机(DFIG)网侧变流器(GSC)采用三相四开关拓扑时的运行控制问题,设计了一种新型预测功率控制器。新型控制方案中采用了三个电压矢量来确保GSC开关频率保持恒定,同时使GSC有功和无功功率纹波最小化。同时,控制器可计算出补偿功率以消除直流侧中点电位波动,无需使用低通滤波器。利用DFIG测试平台开展了实验,结果表明新型预测控制能有效抑制直流母线电压失衡,并具有快速动态响应特性,且GSC电流总谐波失真较低。

摘要： 基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电因传输容量大而在中国规模化风电外送中得到广泛应用。当LCC-HVDC系统发生换相失败时,其在暂态过程中的无功功率大范围波动将导致送端电网电压剧烈变化,对风电的稳定运行产生极大的影响,导致脱机等事故的发生。直流系统换相失败工况与交流电网短路故障有较大差异,因此亟须对该工况下的双馈感应发电机(DFIG)暂态特性及故障穿越方法进行研究。首先,分析了换相失败时送端电网的暂态电压形态特性,揭示了暂态过电压的形成机理。然后,采用分段线性描述方法对电网电压连续变化下的DFIG暂态磁链特性进行了解析,并结合DFIG无功输出方程提出了一种适用于换相失败故障的改进低-高电压故障穿越及过电压主动抑制策略。最后,通过PSCAD仿真验证了所提策略在实现DFIG故障穿越的同时还能够进一步抑制暂态过电压,提高了系统稳定性与灵活性。

摘要： 提出了一种适用于不平衡电压条件下双馈感应发电机的混合直接功率控制(H-DPC)策略。首先,在静止坐标系下构建定子有功功率和无功功率的调制电压,可在无锁相环的条件下实现功率无差跟踪控制。然后,将拓展有功功率和无功功率引入控制系统,并结合常规有功功率和无功功率,构造混合功率反馈量,在不平衡电压条件下实现恒定的有功功率和无功功率以及三相平衡的定子电流运行控制目标。该方法无需对电压、电流进行相序分离与提取,简化了控制系统的实施。最后,硬件在环实验结果验证了所提H-DPC策略的有效性。

摘要： 在双馈感应发电机(DFIG)高电压穿越(HVRT)问题中,电压骤升引起的暂态过电流不足以触发撬棒保护动作,致使HVRT下的定转子短路电流特性比低电压穿越(LVRT)更复杂。推导了计及电磁暂态过渡过程和转子侧换流器(RSC)调控共同作用影响下的定转子电流表达式。在此基础上考虑并网规范要求的DFIG无功电流支撑,控制RSC和网侧换流器(GSC)输出与骤升幅度相对应的分量,使DFIG工作于无功支持状态。仿真结果表明,定转子电流表达式准确描述了HVRT期间的故障电流,所得结果更具一般性,且对故障电气量的计算具有重要意义;改进无功电流配置实现了DFIG的HVRT。研究结果对掌握DFIG的动态过程具有一定的参考价值。

摘要： 双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)可通过虚拟同步控制方法为电网提供电压及频率支撑,优化机组并网特性。传统的虚拟同步控制技术以模拟同步发电机机电动态特性为主要目标,未对电磁暂态的DFIG控制进行深入分析。当电网发生不对称故障时,分析虚拟同步控制DFIG的故障特性,发现传统控制方法无法抑制电磁转矩振荡与DFIG故障电流。因此,基于电网不对称故障,本文提出DFIG电压补偿虚拟同步控制方法,通过对转子电压故障分量进行补偿,提高DFIG转子电压响应速度,减少其反电动势故障分量。通过对传统及电压补偿虚拟同步控制方法控制效果的仿真对比可知,电压补偿虚拟同步控制方法可对电磁转矩的持续振荡及暂态冲击进行有效抑制,明显降低了DFIG转子的故障电流,提高了DFIG不对称故障穿越能力。

摘要： 双馈感应发电机(DFIG)的高电压穿越问题中,定子磁链的暂态特性研究是实现高电压穿越运行的基础和依据,而常规研究大多只针对电网电压单一骤升模式进行分析,且未考虑故障恢复后定子磁链的动态过程,使其暂态特性分析不全面。文中对电压不同骤升模式时的定子磁链瞬态过程进行了研究,对比分析了影响定子磁链暂态特性的一些因素。电网电压的上升模式不同,定子磁链的暂态特性也不一样,且模式Ⅰ的暂态衰减分量远大于模式Ⅱ;相邻两次电压上升数值相同且时间间隔为Δt=(n+0.5)T_(s)时,能够最小化定子磁链的瞬态衰减分量。仿真结果证明了理论分析的正确性,文中的研究内容对掌握DFIG的动态过程和高电压穿越控制策略的制定具有一定的参考价值。

摘要： 针对双馈感应风力发电机参与系统一次调频的控制策略存在调频出力不足以及转速恢复导致频率二次跌落的问题,提出一种基于变系数控制的风电机组一次调频策略.首先将适合减载功率控制的风速段分为中低2个区间,并设置该区间所适应的减载策略;然后针对不同风速设计变系数控制策略,以转子动能和减载备用功率为参考依据来整定虚拟惯性系数和下垂系数;最后搭建四机两区仿真模型验证调频效果.实验结果表明,所提的变系数控制策略在频率波动时调频效果较好,与其他控制策略相比各项指标均较优,能有效地提升系统的频率稳定性.

摘要： 电网故障后电压下降,可能导致双馈感应发电机DFIG(doubly-fed induction generator)直流过电压,可确定有效控制参数以降低直流电压。首先,提出DFIG直流电压轨迹灵敏度的解析表达;然后,定义峰值相对轨迹灵敏度指标,确定对直流电压影响较大的参数;最后,提出直流电压优化模型,以直流电压峰值与直流电容为目标,以轨迹灵敏度为一阶梯度信息,并通过BFGS算法近似构造海森矩阵,采用内点法对选取参数迭代求解。仿真结果表明,同时优化直流电容和变流器参数,可以在限制直流电压前提下减小电容取值,且故障切除后直流电压恢复速度加快。

摘要： 本文研究了风力发电机双馈感应发电机轴接地改造后轴电流对电机轴承损坏的改善作用.由于风力发电变频器使用了快速开关低损耗IGBT,以及电机本身和长电缆中存在的寄生电容,导致系统中产生高频高峰值有害轴承电流(di/dt、du/dt),由于存在着这些有害的电流,电机端会产生过压峰值,电机轴承会磁化腐蚀,导致润滑油电击穿,长期运行最终导致轴承电腐蚀及润滑、磨损等,严重影响发电机的安全运行或造成发电机事故.因而通过发电机轴电流系统改造降低轴电流对发电机运行的影响,防止轴电流对发电机轴承造成损坏,确保发电机组安全运行.

摘要： 双馈感应发电机(DFIG)作为当前应用最广泛的风力发电机,其特殊的结构设计使其定子电流谐波特性十分复杂,丰富的谐波含量将对电力系统规划设计和保护控制的顺利实施造成一系列影响.目前针对DFIG定子电流谐波分量的研究还鲜有报道.本文对DFIG定子电流谐波的来源进行研究,并以DFIG变流器的励磁调节为基础,利用定、转子谐波电流之间的耦合关系,分析了由变流器控制产生定子电流谐波的机理过程,通过仿真验证了分析的正确性.

摘要： 本文详细分析了电网对称故障下电网电压跌落程度和风速变化对双馈感应发电机(Double-fed Induction Generator,DFIG)的电磁暂态过程和输出无功电流极限的影响,推导了故障持续期间DFIG定子侧无功电流及网侧变换器无功电流的极限表达式,并结合风电场并网导则要求,提出了故障期间DFIG风电场的改进控制策略.与传统控制策略相比,采用改进控制策略的DFIG风电场可在全工况下向电网提供最大暂态无功支撑,提高了故障期间DFIG所并电网的暂态电压水平,同时还增强了系统的运行稳定性.最后通过实验验证了所提改进控制策略的有效性.

摘要： 本文主要研究了双馈感应发电机(DFIG)在电网电压对称骤升下的电磁暂态过程,主要包括两个方面:电网电压骤升恢复后的轴系振荡机理分析;基于故障穿越(FRT)的撬棒阻值分析.通过分析DFIG在电网电压骤升时的电磁暂态过程,本文获得了电磁转矩的解析表达式,随后,分析了轴系的两质量块模型,得出柔性轴系对于低频输入脉动扭矩具有一种低阻尼特性,这意味着电网电压骤升恢复后仍存在不可忽视的机电暂态过程.另一方面,建立了撬棒投切后的DFIG数学模型,将撬棒投切后的DFIG电磁过程分为稳态过程与暂态过程,并分别对这两个过程的等效电路进行计算,进而可以获得转子电流的峰值表达式,并以此作为故障穿越时的撬棒选取依据.仿真结果展示了电网电压骤升恢复后轴系的振荡特性以及在LVRT与HVRT时的撬棒阻值选取对比.

摘要： 对于电网故障下双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)机电能量失衡即风力机输入能量和双馈电机输出能量失衡的问题,现有文献鲜少涉及.双馈电机输出能量和机侧变换器的励磁控制策略有关,本文首先对现存几种励磁控制策略下双馈电机输出有功功率的情况进行分析,结果表明现有励磁控制策略下双馈电机无法达到机电能量平衡.进而从任意频率、幅值、相位转子电流入手,探讨转子电流三要素和双馈电机输出有功功率之间的关系,推导了使双馈电机达到能量平衡所需的转子电流指令.最后,基于MATLAB/SIMULINK搭建了系统的仿真模型,验证了以上推导过程的正确性.

摘要： 双馈感应发电机是风电系统中的主流机型之一,通常电机建模的目标是为了控制其并网功率或转速转矩,所以往往采用直接反映其控制原理的数学模型,而没有从物理模型的角度揭示双馈电机故障期间的特征.文中从转子侧电压电流特征的角度,分析电机稳态和各励磁控制下转子端口的阻抗模型,在此基础上提出了一种将转子侧及其变流器等效为不同阻抗模式的新思路,揭示其物理本质,将正常发电运行和故障穿越期间这两种典型工况有机的结合起来,对比其端口特性和适用范围差异,为控制系统设计及优化提供指导原则.

摘要： 双馈感应发电机(DFIG)是目前使用最为广泛的风电机组.它主要优势是变流器容量只需要有整个发电功率的约30％-35％即可.为了满足现在的电网标准,线路发生故障时,变速恒频的风电机组都必须具有一定的低电压穿越能力.根据我国颁布的风电并网标准,本文将电压跌落深度区域划分为三个,讨论了在不同区域内DFIG实现低电压穿越的方法,并且在Matlab/simulink环境下进行了仿真验证.

摘要： 论文对双馈发电机的数学模型和矢量控制进行了理论研究,得到了定子和转子侧均采用发电机惯例下的双馈发电机数学模型.使用仿真软件搭建了电机模型和转子侧变流器控制模型,进行了双馈发电系统的仿真.采用本文建立的电机模型对并网、发电控制算法进行了仿真验证,结果证明本文对双馈发电机的建模是正确的,同时证明了基于该模型进行的并网控制和发电控制的有效性.

摘要： 论文对双馈发电机的数学模型和矢量控制进行了理论研究,得到了定子和转子侧均采用发电机惯例下的双馈发电机数学模型.使用仿真软件搭建了电机模型和转子侧变流器控制模型,进行了双馈发电系统的仿真.采用本文建立的电机模型对并网、发电控制算法进行了仿真验证,结果证明本文对双馈发电机的建模是正确的,同时证明了基于该模型进行的并网控制和发电控制的有效性.

摘要： 论文对双馈发电机的数学模型和矢量控制进行了理论研究,得到了定子和转子侧均采用发电机惯例下的双馈发电机数学模型.使用仿真软件搭建了电机模型和转子侧变流器控制模型,进行了双馈发电系统的仿真.采用本文建立的电机模型对并网、发电控制算法进行了仿真验证,结果证明本文对双馈发电机的建模是正确的,同时证明了基于该模型进行的并网控制和发电控制的有效性.

摘要： 本发明涉及一种用于感应加热元件具体是用于烹饪灶台的感应线圈的感应发电机。该感应发电机连接到或可连接到一个三相市电的不同线路（L1，L2，L3）上。该感应发电机包括一个连接到放置在该三相市电的线路（L1，L2，L3）的一条线路（L1）上的电流互感器（38）上的控制单元（10）。该感应发电机包括多个电源部分（26，28，30，32，34，36）。每个电源部分（26，28，30，32，34，36）被提供用于为这些感应加热元件（40，42，44，46，48，50）中的一个供电。该控制单元（10）被提供用于经由该电流互感器（38）来估计并校正该市电电流的谐波失真。传输到一个加热对象作为频率的函数的功率被存储在或可存储在该控制单元（10）的一个存储器中，从而使得通过其频率-功率特性可识别该加热对象。与为该控制单元供电的线路（L1）中的一个谐波失真有关的所传输的功率的频谱被存储在或可存储在该控制单元（10）的存储器中，如果所述谐波失真超过一个预定的限制。通过该控制单元（10）校正或可校正市电电流的谐波失真，如果检测具有与该谐波失真有关的频率-功率特性的加热对象。

摘要： 本发明涉及一种双馈式感应发电机系统基频负序阻抗确定方法及系统。该方法包括：abc静止坐标系下GSC输出电流、电压与并网点电压的关系，机组转子侧变流器RSC电流、电压与磁链的关系；将风机并网点处的三相电压、GSC交流侧的电流、RSC中电流转换到频域；确定GSC坐标变换矩阵以及RSC坐标变换矩阵和确定GSC输出的电压指令值的dq分量以及确定RSC输出的电压指令值的dq分量；确定GSC和RSC在abc坐标系下的a相输出电压指令值；并确定GSC直流稳态表征量和RSC直流稳态表征量，确定GSC的基频负序阻抗模型和RSC的基频负序阻抗模型；根据两个模型确定双馈式感应发电机系统负序阻抗模型。本发明能够准确的确定双馈式感应发电机系统基频负序阻抗。

摘要： 本发明提供一种用于多轴燃气涡轮发动机的双馈式感应发电机系统及操作多轴燃气涡轮发动机的方法。所述双馈式感应发电机系统可包括：第一双馈式感应发电机，其与所述多轴燃气涡轮发动机的第一轴连通；所述第一双馈式感应发电机的第一转子，其经由第一转子总线而与换流器连通；及第一断路器，其在所述第一转子总线上。部分地根据所述第一断路器的位置，所述第一双馈式感应发电机充当发电机或电动机。

摘要： 本发明涉及一种用于感应加热元件，具体是用于烹饪灶台的感应线圈的感应发电机。该感应发电机连接到或可连接到一个三相市电的不同线路（L1，L2，L3）上。该感应发电机包括一个连接到放置在该三相市电的线路（L1，L2，L3）的一条线路（L1）上的电流互感器（38）上的控制单元（10）。该感应发电机包括多个电源部分（26，28，30，32，34，36）。每个电源部分（26，28，30，32，34，36）被提供用于为这些感应加热元件（40，42，44，46，48，50）中的一个供电。该控制单元（10）被提供用于经由该电流互感器（38）来估计并校正该市电电流的谐波失真。传输到一个加热对象作为频率的函数的功率被存储在或可存储在该控制单元（10）的一个存储器中，从而使得通过其频率-功率特性可识别该加热对象。与为该控制单元供电的线路（L1）中的一个谐波失真有关的所传输的功率的频谱被存储在或可存储在该控制单元（10）的存储器中，如果所述谐波失真超过一个预定的限制。通过该控制单元（10）校正或可校正市电电流的谐波失真，如果检测具有与该谐波失真有关的频率-功率特性的加热对象。

摘要： 本发明公开了一种风力发电系统的双馈感应发电机平滑并网控制方法与装置，该方法包括：将dq同步坐标系的d轴定向于双馈感应发电机的定子磁链矢量方向；获取双馈感应发电机的定子三相电压和电网三相电压；对定子三相电压和电网三相电压进行同步控制，得到转子电流第一参考值；对转子电流第一参考值进行延迟处理，得到转子电流第二参考值；构建速率限制环节，获取双馈感应发电机PQ控制模式的转子电流第三参考值；根据转子电流第三参考值和转子电流第二参考值对转子电流第二参考值进行调整，得到转子目标电流作为速率限制环节的输出值。该方法有效地削减双馈感应发电机在进行并网时电流突变对风力发电系统造成的冲击，提高电力设备的使用寿命。

摘要： 本发明的目的在于提供一种保护与双馈感应发电机(6)的二次线圈相连接的转子侧转换器(2)的保护电路(10)，包括：二极管整流器(13)，该二极管整流器(13)与二次线圈相连接，对从二次线圈流入的功率进行整流；电阻器(15)，该电阻器(15)用于消耗由二极管整流器(13)进行了整流后的功率；以及开关元件(16)，该开关元件従属請求項(16)与电阻器(15)串联连接，用于对流入电阻器(15)的功率进行调整。

摘要： 本发明公开了一种独立无刷双馈感应发电机的无参数预测电流控制方法，属于无刷双馈感应发电机控制技术领域。方法包括：实时监测电机前两个时刻及当前时刻的控制绕组电压、电流信息，计算出含有延迟补偿的预测电流，并通过代价函数确定控制绕组侧变流器中电力电子器件的最优开关状态，最后使用单矢量调制算法确定占空比，生成合理有效的开关序列，以驱动控制绕组侧变流器实现对控制绕组电流的实时控制。该控制方法通过实时的电机状态信息预测控制绕组电流，可以有效避免对电机参数的依赖，控制系统几乎不受电机参数变化的影响，鲁棒性强，运行更稳定。

摘要： 本发明公开了一种风力发电系统的双馈感应发电机平滑并网控制方法与装置，该方法包括：将dq同步坐标系的d轴定向于双馈感应发电机的定子磁链矢量方向；获取双馈感应发电机的定子三相电压和电网三相电压；对定子三相电压和电网三相电压进行同步控制，得到转子电流第一参考值；对转子电流第一参考值进行延迟处理，得到转子电流第二参考值；构建速率限制环节，获取双馈感应发电机PQ控制模式的转子电流第三参考值；根据转子电流第三参考值和转子电流第二参考值对转子电流第二参考值进行调整，得到转子目标电流作为速率限制环节的输出值。该方法有效地削减双馈感应发电机在进行并网时电流突变对风力发电系统造成的冲击，提高电力设备的使用寿命。

摘要： 所提供的是一种用于针对过电压来保护风力涡轮机的过电压保护装置。该装置包含双馈感应发电机(DFIG)，其包含转子连接和定子连接，该转子连接包含耦合到DFIG的转子引线的多个电连接，该定子包含耦合到DFIG的定子引线的多个电连接。还包含的是一种自触发电路，其与转子连接耦合，并且在检测到过电压事件时响应于电网故障期间的公用电网电压中的变化而操作，使得过电压保护电路与控制器或传感器无关地自动操作，以便将所检测的过电压降低到预定电压电平。

摘要： 本发明的目的在于提供一种保护与双馈感应发电机(6)的二次线圈相连接的转子侧转换器(2)的保护电路(10)，包括：二极管整流器(13)，该二极管整流器(13)与二次线圈相连接，对从二次线圈流入的功率进行整流；电阻器(15)，该电阻器(15)用于消耗由二极管整流器(13)进行了整流后的功率；以及开关元件(16)，该开关元件从属请求项(16)与电阻器(15)串联连接，用于对流入电阻器(15)的功率进行调整。