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变速恒频风力双馈发电机并网电压控制研究

太阳能学报 2004年第5期25卷 587-591页

作者：赵栋利许洪华赵斌郭金东中国科学院电工研究所北京100080

双馈电机定子电压有效控制是变速恒频发电机实现无冲击电流并网的关键,本文针对双馈电机定子电压控制进行研究,提出了一种基于定子磁场定向转子电流开环控制策略,分析了定子电压频率、幅值及相位的控制规律,给出了该策略的实现方案,最... 详细信息

双馈电机定子电压有效控制是变速恒频发电机实现无冲击电流并网的关键,本文针对双馈电机定子电压控制进行研究,提出了一种基于定子磁场定向转子电流开环控制策略,分析了定子电压频率、幅值及相位的控制规律,给出了该策略的实现方案,最后利用Matlab工具进行仿真研究,并在实验室22kW双馈电机风力模拟系统上进行实验,仿真和实验结果表明该控制策略能够有效地控制电机定子电压与电网电压在幅值、频率及相位上相一致,是一种较为理想的实现方案。

关键词：变速恒频双馈电机并网控制定子磁场定向

变速恒频双馈风力发电机有功、无功解耦控制研究与实现

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太阳能学报 2006年第2期27卷 174-179页

作者：赵栋利郭金东许洪华中科院电工研究所北京100080

双馈发电机有功功率、无功功率解耦控制是变速恒频风力发电系统的关键技术,在分析双馈发电机有功功率、无功功率解耦控制规律的基础上,给出了基于定子磁场定向控制策略的实现方案,然后利用Matlab工具对该控制方案进行了仿真研究,最后设... 详细信息

双馈发电机有功功率、无功功率解耦控制是变速恒频风力发电系统的关键技术,在分析双馈发电机有功功率、无功功率解耦控制规律的基础上,给出了基于定子磁场定向控制策略的实现方案,然后利用Matlab工具对该控制方案进行了仿真研究,最后设计和构造了基于TI公司MS320F2407DSP的变速恒频双馈风力发电机有功功率、无功功率解耦控制实验系统,仿真和实验结果表明该控制策略能够有效地实现双馈发电机功率的解耦控制,为兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组励磁变换器的研制奠定了基础。

关键词：变速恒频双馈发电机磁场定向解耦控制

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兆瓦级变速恒频风力发电机组控制系统

中国电机工程学报 2007年第6期27卷 1-6页

作者：郭金东赵栋利林资旭许洪华中国科学院电工研究所北京市海淀区100080

基于定子磁链定向的双馈电机控制理论,采用双PWM变换器结构,完成了兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组的控制系统。其网侧变换器采用电压电流双闭环控制策略,转子侧变换器并网前采用转子电流开环控制策略,并网后采用有功、无功电流闭环解... 详细信息

基于定子磁链定向的双馈电机控制理论,采用双PWM变换器结构,完成了兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组的控制系统。其网侧变换器采用电压电流双闭环控制策略,转子侧变换器并网前采用转子电流开环控制策略,并网后采用有功、无功电流闭环解耦控制策略。该系统完成了亚同步、超同步运行时的系统满载实验以及模拟风速变化情况时系统有功、无功功率解耦控制的实验。实验结果验证了控制系统的可行性。

关键词：风力发电变速恒频兆瓦级双馈感应电机

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动态电压恢复器的最优控制和最优滤波

中国电机工程学报 2009年第6期29卷 48-54页

作者：郭文勇肖立业郭金东赵彩宏张志丰欧阳羿中国科学院应用超导重点实验室(中国科学院电工研究所) 北京市海淀区100080

提出基于最优控制和最优滤波的动态电压恢复器控制策略。该控制方法用Sage-Husa卡尔曼滤波器对动态电压的暂降进行检测,同时实现对三相电网电压的锁相功能。该算法实现了在谐波和不平衡条件下正序电压幅值和相位几乎无延时的检测。为加... 详细信息

提出基于最优控制和最优滤波的动态电压恢复器控制策略。该控制方法用Sage-Husa卡尔曼滤波器对动态电压的暂降进行检测,同时实现对三相电网电压的锁相功能。该算法实现了在谐波和不平衡条件下正序电压幅值和相位几乎无延时的检测。为加快系统动态响应速度,提出最优控制的策略;同时设计一个最优滤波器——降维卡尔曼滤波器进行电流状态量的观测。降维卡尔曼滤波器的使用不但节省了3个电流传感器,而且加快了控制的响应速度,从而显著提高了不平衡暂降的补偿能力。实验结果证明该文所提出的控制策略的有效性。

关键词：动态电压恢复器最优控制最优滤波

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基于线电压伏秒平衡的三电平SVM研究

电力自动化设备 2009年第5期29卷 61-64,103页

作者：付勋波郭金东赵栋利许洪华中国科学院研究生院北京100190 中国科学院电工研究所北京100190

提出了一种新的三电平空间矢量调制(SVM)简化实现方法,该方法通过将参考电压矢量分解到三相静止坐标系ab-bc-ca中,将电压矢量的伏秒平衡转化为线电压的伏秒平衡,经过简单计算得到各桥臂开关管在每个开关周期内的开通时间。证明了该方法... 详细信息

提出了一种新的三电平空间矢量调制(SVM)简化实现方法,该方法通过将参考电压矢量分解到三相静止坐标系ab-bc-ca中,将电压矢量的伏秒平衡转化为线电压的伏秒平衡,经过简单计算得到各桥臂开关管在每个开关周期内的开通时间。证明了该方法本质上与传统SVM方法完全一致,都是基于冲量等效原理,但是由于不用确定电压矢量所在扇区,不用计算正余弦,只需要简单的加减乘除,使得计算时间大幅度减少,并且在控制三电平PWM整流器中点电压平衡方面也具有方便有效的特性。在Matlab/Simulink 7.1中建立了三电平PWM整流器的仿真模型。控制算法仿照DSP程序完全利用S函数实现。

关键词：伏秒平衡二极管箝位三电平PWM整流器空间矢量调制中点电压短矢量

直驱式风力发电系统的仿真建模与运行特性研究

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电力自动化设备 2009年第2期29卷 1-5页

作者：付勋波郭金东赵栋利许洪华中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100190

研究了基于永磁同步发电机的直驱式风力发电系统中PWM背靠背全功率变流器的运行特性,详细介绍了发电机侧和电网侧PWM变流器的运行状态,在数学模型的基础上给出了具体的控制策略。在Mat- lab/Simulink7.1环境下建立了系统从永磁同步发电... 详细信息

研究了基于永磁同步发电机的直驱式风力发电系统中PWM背靠背全功率变流器的运行特性,详细介绍了发电机侧和电网侧PWM变流器的运行状态,在数学模型的基础上给出了具体的控制策略。在Mat- lab/Simulink7.1环境下建立了系统从永磁同步发电机到电网的仿真模型,并利用S函数编写了发电机侧和电网侧变流器的控制程序,给出了系统的控制框图及仿真程序流程图。最后,在实验室搭建的17 kW直驱式风力发电实验平台上验证了系统的控制策略。仿真和实验结果都表明系统能够在不同风速下稳定运行,发电机侧输出电流近似正弦,谐波含量小;电网侧变流器在风速突变引起发电机输出功率变化的情况下能够稳定直流侧电压,输出有功和无功电流完全独立可调,并网电流质量较高。

关键词：直驱永磁同步电机机侧变流器网侧变流器有功功率无功功率

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我国未来能源系统及能源转型现实路径研究

发电技术 2023年第4期44卷 484-491页

作者：许洪华邵桂萍鄂春良郭金东中国科学院电工研究所北京市100190 中国可再生能源学会可再生能源综合系统专业委员会北京市100190

基于我国2060年达到碳中和、实现零碳能源架构的需求,针对我国未来能源系统及能源转型现实路径展开研究。结合能源技术发展的趋势和我国目前以化石能源为主的能源体系的实际情况,分析我国实现能源转型的硬约束。通过对比研究碳中和能源... 详细信息

基于我国2060年达到碳中和、实现零碳能源架构的需求,针对我国未来能源系统及能源转型现实路径展开研究。结合能源技术发展的趋势和我国目前以化石能源为主的能源体系的实际情况,分析我国实现能源转型的硬约束。通过对比研究碳中和能源解决方案不同技术选择的可行性、主要挑战及全球能源技术发展趋势,推演出在保证国家能源安全的前提下,我国2060年实现碳中和能源架构与零碳能源转型的现实路径。最后,提出未来构建以可再生能源为主体的新型能源系统亟需开展的关键技术及应采取的政策措施建议。

关键词：碳中和可再生能源零碳能源能源转型新型能源系统