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双馈感应电机无速度传感器直接转矩控制方法

传感技术学报 2023年第8期36卷 1275-1280页

作者：蓝良生陆正杰河池学院人工智能与制造学院广西宜州546300

风电机组双馈感应发电机运行中,由于参数变化的不确定性导致其无速度传感器直接转矩控制输出值出现异常波动,为保证双馈感应电机的频率稳定性,提出一种双馈感应电机无速度传感器直接转矩控制方法。计算转子磁链同步转速和转差速度,得到... 详细信息

风电机组双馈感应发电机运行中,由于参数变化的不确定性导致其无速度传感器直接转矩控制输出值出现异常波动,为保证双馈感应电机的频率稳定性,提出一种双馈感应电机无速度传感器直接转矩控制方法。计算转子磁链同步转速和转差速度,得到发电机的转速观测值;分析转子绕组电压空间矢量,建立磁链模型并构建电磁矩阵,在矩阵中计算定子绕组和转子绕组的磁势矢量,通过二者的矢量积得到电机的电磁转矩;转速和转矩共同组成直接转矩控制系统,实现对电机的速度调节和控制。仿真分析结果表明:采用所提方法时,在双馈感应电机启动后转速迅速增加,且在1.2 s后转速始终保持为1400 r/min,可保证转子磁链的运行轨迹接近于圆形,直接转矩控制效果平稳。

关键词：速度传感器双馈感应电机直接转矩磁链模型电压空间矢量电磁矩阵转子绕组

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双馈感应电机最大功率跟踪鲁棒滑模控制设计

电力系统保护与控制 2020年第4期48卷 47-56页

作者：张维奇李富盛余涛广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东广州510600 华南理工大学电力学院广东广州510640

变速恒频风力发电技术已广泛用于实际风机中,其中一个经典问题即最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)。针对双馈感应电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)设计了一款基于扰动观测器的滑模控制(Perturbation Observer Based Sliding-Mode Control,POSMC)来实现MPPT。所提控制器将扰动观测器和滑模控制(Sliding-Mode Control,SMC)相结合,从而大幅提高了DFIG的鲁棒性。首先,应用扰动观测器对系统扰动(发电机非线性、参数不确定和随机风速)进行在线估计。随后,通过SMC对该扰动估计进行实时完全补偿,从而实现不同工况下的控制全局一致性以及各类不确定环境下的鲁棒控制。最后,POSMC无需精确的DFIG系统模型,仅需测量转子角速度和定子无功功率,易于实现。进行了三个算例研究,即阶跃风速、随机风速和发电机参数不确定性。仿真结果表明,与矢量控制(Vector Control,VC)、反馈线性控制(Feedback Linearization Control,FLC)和SMC相比,POSMC在各类工况下均可捕获最大的风能并具有最强的鲁棒性。

关键词：双馈感应电机扰动观测器滑模控制最大功率跟踪

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双馈感应电机稳态无功出力范围的优化算法

电力系统保护与控制 2012年第4期40卷 8-13页

作者：李生虎杨振林刘正楷孙莎莎合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009

随着风电容量的增加,风电机组无功出力对风电系统电压水平和无功平衡的影响更加显著。研究了双馈感应电机(DFIG)稳态无功出力范围和最小有功损耗问题。基于感应电机扩展潮流模型,将风电机组节点功率平衡、转矩平衡和背靠背变流器稳态控... 详细信息

随着风电容量的增加,风电机组无功出力对风电系统电压水平和无功平衡的影响更加显著。研究了双馈感应电机(DFIG)稳态无功出力范围和最小有功损耗问题。基于感应电机扩展潮流模型,将风电机组节点功率平衡、转矩平衡和背靠背变流器稳态控制目标作为等式约束,将绕组和变流器电流和容量约束、滑差约束作为不等式约束,以无功出力最大/最小为目标,确定不同机端电压和网侧变流器无功支持下DFIG无功出力范围;以有功损耗最小为目标,确定风电机组内部无功最优分布。算例分析验证了机端电压、变流器容量及其控制目标对DFIG稳态无功特性的影响。

关键词：双馈感应电机无功功率范围无功优化最小损耗

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双馈感应电机风力发电系统的控制策略研究

电力电子技术 2013年第5期47卷 43-45页

作者：屠富军何飞楚成博马冬梅上海市电力公司嘉定供电公司上海201899 山东大学电气工程学院山东济南250061 上海竞斐物流咨询有限公司上海200240

简要介绍了双感应馈电机(DFIG)的运行原理,建立了两相同步旋转坐标系下的DFIG数学模型;基于定子(电网)电压定向的矢量控制策略,建立功率外环、电流内环的双闭环控制模型;最后搭建了实验平台对该控制策略进行实验验证,结果证明了该控制... 详细信息

简要介绍了双感应馈电机(DFIG)的运行原理,建立了两相同步旋转坐标系下的DFIG数学模型;基于定子(电网)电压定向的矢量控制策略,建立功率外环、电流内环的双闭环控制模型;最后搭建了实验平台对该控制策略进行实验验证,结果证明了该控制策略的有效性。

关键词：双馈感应电机风力发电矢量控制双闭环控制

基于转子电流的双馈感应电机无速度传感器控制

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电力系统自动化 2010年第13期34卷 61-65页

作者：高乐周有庆徐隆亚管博湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 俄亥俄州立大学电气与计算机工程学院美国俄亥俄州哥伦布市43210

提出一种基于转子电流的模型参考自适应系统(MRAS)的双馈感应电机(DFIM)无速度传感器控制方法。首先建立了基于定子磁链定向的DFIM矢量控制模型,实现了电机转速/转矩控制和有功/无功功率解耦控制,然后采用基于MRAS的转速辨识方法,将测... 详细信息

提出一种基于转子电流的模型参考自适应系统(MRAS)的双馈感应电机(DFIM)无速度传感器控制方法。首先建立了基于定子磁链定向的DFIM矢量控制模型,实现了电机转速/转矩控制和有功/无功功率解耦控制,然后采用基于MRAS的转速辨识方法,将测量得到的转子电流作为参考模型,通过定子电压和电流估测得到的转子电流作为自适应模型,用PI闭环控制构造转子位置和转速信息。为验证理论分析的正确性,以50 kW的DFIM为例设计了一套控制系统。通过电动机运行工况下的空载变速实验和发电机运行工况下的功率控制实验,估测转子位置和转速在不同转速和功率工况下都能准确跟踪实际值。仿真和实验结果表明系统能实现对DFIM无速度传感器控制,证明了所提出的方案的可行性。

关键词：双馈感应电机模型参考自适应系统无传感器控制风力发电

不平衡及谐波电压下双馈感应电机谐振滑模控制技术

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中国电机工程学报 2015年第2期35卷 465-476页

作者：全宇年珩浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

为提高不平衡及谐波电网下双馈感应电机(doubly fed induction generator,DFIG)的运行性能,该文提出一种静止坐标系下的谐振滑模控制策略;通过在滑模控制切换面方程中加入6倍频谐振项,使系统实现对6倍频交流参考的无静差跟踪;实现了DFI... 详细信息

为提高不平衡及谐波电网下双馈感应电机(doubly fed induction generator,DFIG)的运行性能,该文提出一种静止坐标系下的谐振滑模控制策略;通过在滑模控制切换面方程中加入6倍频谐振项,使系统实现对6倍频交流参考的无静差跟踪;实现了DFIG输出定子电流三相平衡且正弦,或者输出定子有功功率/无功功率平稳无脉动的控制目标,改善了不平衡及谐波电网下DFIG输出的电能质量。对比分析了不平衡及谐波电网下积分滑模控制与谐振滑模控制系统的性能,并证明了所提出控制系统的稳定性和收敛性。最后,构建了1 k W功率等级的DFIG实验平台,对所提控制策略进行了实验验证,证明了其可行性和有效性。

关键词：双馈感应电机谐振滑模控制不平衡及谐波电压电能质量

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含双馈感应电机的风电场电压协调控制策略

电网技术 2011年第2期35卷 121-126页

作者：杨桦梁海峰李庚银华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

提出了一种含双馈感应电机的风电场的面向接入点电压控制的协调控制策略。该策略中电容器组根据基于风功率预测数据的优化结果预先进行投切控制,在此基础上,双馈感应电机机群对风电场实时无功功率差额进行调控,并按剩余无功功率极限比... 详细信息

提出了一种含双馈感应电机的风电场的面向接入点电压控制的协调控制策略。该策略中电容器组根据基于风功率预测数据的优化结果预先进行投切控制,在此基础上,双馈感应电机机群对风电场实时无功功率差额进行调控,并按剩余无功功率极限比例整定各台机组的无功出力,由此实现特定时段接入点电压控制的目标。针对实时风速扰动对所提协调控制策略进行了仿真。仿真结果验证了上述策略的正确性和有效性。

关键词：风电场双馈感应电机电容器投切电压控制协调控制

双馈感应电机的多回路数学模型及其电感参数的计算

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大电机技术 2013年第6期 5-10页

作者：李俊卿任彦珍王栋华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003

为研究双馈电机正常和绕组内部故障的动态特性,本文在多回路理论的基础上,根据多回路方法确立回路选取原则,据此建立了以回路电流为独立变量的双馈电机数学模型。应用基于磁路的气隙磁导分析法,采用"绕组函数"的概念,以单个线圈作为分... 详细信息

为研究双馈电机正常和绕组内部故障的动态特性,本文在多回路理论的基础上,根据多回路方法确立回路选取原则,据此建立了以回路电流为独立变量的双馈电机数学模型。应用基于磁路的气隙磁导分析法,采用"绕组函数"的概念,以单个线圈作为分析单元,推导出双馈电机的电感参数简化表达式,用双馈电机正常并网工况下定子侧电流、转子侧电流和电压的仿真结果验证数学模型的正确性,并计算了双馈机发生定子绕组匝间短路故障情况时的电压、电流特性。

关键词：双馈感应电机多回路数学模型电感参数气隙磁导法绕组函数

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双馈感应电机实现电网谐波补偿策略

电力系统及其自动化学报 2018年第7期30卷 9-15,58页

作者：尚伟林李奇尹良震陈维荣西南交通大学电气工程学院成都610000

为实现对电网中非线性负载产生的谐波进行补偿,保证电力系统安全稳定运行,提出一种基于双馈感应电机DFIG(doubly-fed induction generator)的电网谐波补偿策略。采用多重参考系MRF(multiple reference frames)理论对电网中由非线性负载... 详细信息

为实现对电网中非线性负载产生的谐波进行补偿,保证电力系统安全稳定运行,提出一种基于双馈感应电机DFIG(doubly-fed induction generator)的电网谐波补偿策略。采用多重参考系MRF(multiple reference frames)理论对电网中由非线性负载产生的谐波进行检测,并在建立的DFIG数学模型的基础上,对基于DFIG的电网谐波补偿策略进行理论分析。在Matlab/Simulink仿真环境下对提出的谐波补偿策略进行仿真验证。仿真结果表明,所提出的谐波补偿策略有效地实现对电网中的谐波进行补偿,提高了电力系统的安全稳定性。

关键词：双馈感应电机多重参考系谐波检测谐波补偿仿真