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电世界 2002年第3期43卷 30-30页

作者：江浩肖俊宇

并网型双馈异步发电机奇异诱导分岔型电压崩溃机理

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中国电机工程学报 2014年第31期34卷 5467-5476页

作者：阮佳阳鲁宗相乔颖闵勇电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

双馈异步发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)中含有各种时间尺度的机械量、电气量与控制量,暂态过程复杂,目前对其暂态电压崩溃研究尚未深入。该文针对DFIG的暂态稳定性问题提出规范化的微分–代数方程(differentialalgebraic... 详细信息

双馈异步发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)中含有各种时间尺度的机械量、电气量与控制量,暂态过程复杂,目前对其暂态电压崩溃研究尚未深入。该文针对DFIG的暂态稳定性问题提出规范化的微分–代数方程(differentialalgebraic equations,DAE)模型,并依据DAE的奇异面理论研究风机发生暂态电压崩溃的内部机理。仿真分析表明DFIG不仅会由于状态量移出吸引域而出现典型的动力学失稳,还时常伴随出现2种瞬时的电压崩溃现象,即短路电流激增导致系统状态量接触到网络方程约束产生的奇异面,从而在局部失去代数方程解的唯一性;或由于直流母线电压的快速下降而致使系统无法顺利穿越电压零点。不同于以往同步发电系统中恒功率电源引入造成的系统奇异,DFIG发生失稳的机理主要同其与电网的连接强度密切相关。并通过基于规范化模型的数值仿真验证上述理论分析的正确性。

关键词：双馈异步发电机局部线性化方法暂态电压崩溃奇异诱导分岔

谐波电网下基于矢量比例积分电流调节器的双馈异步发电机运行控制技术

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中国电机工程学报 2013年第6期33卷 101-111,15页

作者：年珩宋亦鹏浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

在分析谐波电网电压下双馈异步发电机(doubly-fedinduction generator,DFIG)数学模型基础上,以电磁转矩及定子输出无功功率无波动为控制目标,给出了DFIG谐波电流指令。为实现谐波电流的准确跟踪,采用基于同步速旋转坐标系下的矢量比例积... 详细信息

在分析谐波电网电压下双馈异步发电机(doubly-fedinduction generator,DFIG)数学模型基础上,以电磁转矩及定子输出无功功率无波动为控制目标,给出了DFIG谐波电流指令。为实现谐波电流的准确跟踪,采用基于同步速旋转坐标系下的矢量比例积分(vector proportional integral,VPI)电流调节器,通过与比例积分谐振电流调节器在谐波频率点处的频谱分析与对比,论证了VPI电流调节器对谐波电流的优良控制性能。构建了DFIG实验机组,对所提理论的正确性与可行性进行了实验验证。

关键词：谐波电网电压双馈异步发电机矢量比例积分电流调节器比例积分谐振电流调节器

双馈异步发电机电刷滑环系统状态监测技术研究现状与发展

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电工电能新技术 2013年第3期32卷 89-94页

作者：陈涛涛马宏忠河海大学能源与电气学院江苏南京210098

电刷和滑环系统对双馈异步发电机的稳定运行至关重要,然而其运行故障时有发生,维修工作需耗费大量的人力和物力。与传统发电机类似,双馈异步风力发电机电刷滑环系统的故障机理相对简单,而对其进行实时、精确、高效的状态监测是一大难点... 详细信息

电刷和滑环系统对双馈异步发电机的稳定运行至关重要,然而其运行故障时有发生,维修工作需耗费大量的人力和物力。与传统发电机类似,双馈异步风力发电机电刷滑环系统的故障机理相对简单,而对其进行实时、精确、高效的状态监测是一大难点,故本文先简单介绍了发电机电刷滑环系统常见故障类型和故障产生机理,再对当前已有的电刷滑环系统状态监测方法做重点阐述和分析,最后对未来双馈异步风力发电机电刷和滑环系统状态监测的发展趋势和方向做了展望。

关键词：双馈异步发电机电刷滑环系统状态监测火花温度振动噪声

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双馈异步发电机序阻抗建模简化方法

电源学报 2021年第6期19卷 10-18页

作者：李飞温世全张永新马铭遥张兴合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

新能源发电系统的序阻抗模型广泛应用于系统的稳定性分析和谐振分析。双馈异步发电机进行序阻抗建模时可以使用电机的电压和磁链方程或等效电路,虽然等效电路使建模过程得以简化,但是其建立的模型忽略了励磁支路的影响,且没有对简化的... 详细信息

新能源发电系统的序阻抗模型广泛应用于系统的稳定性分析和谐振分析。双馈异步发电机进行序阻抗建模时可以使用电机的电压和磁链方程或等效电路,虽然等效电路使建模过程得以简化,但是其建立的模型忽略了励磁支路的影响,且没有对简化的条件进行分析,使此类建模方法的使用产生困难。因此,基于是否计及励磁支路的电机等效电路,利用谐波线性化方法建立了双馈异步发电机转子侧的序阻抗模型,在此基础上分析两种阻抗模型之间的差异并明确简化模型的使用条件。仿真结果验证了所建立序阻抗模型的准确性。分析表明,当电机的励磁支路阻抗远大于定转子阻抗时,简化模型可代替准确模型。

关键词：双馈异步发电机序阻抗简化建模

实现转子转速保护的双馈异步发电机有功输出速降新方案

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电力系统保护与控制 2021年第10期49卷 113-122页

作者：邓兆顺朱介北俞露杰邱威曲春辉贾宏杰王成山天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 国家电力调度控制中心北京100031 中国电力科学研究院北京100192

当电网发生输电阻塞、直流闭锁、短路故障等异常状况时,迅速降低风电机组有功输出可有效减小系统发生安全稳定事故的风险。风电机组的变流器能够快速准确地控制有功输出,然而,由于桨距角动作缓慢,风力机捕获的机械功率难以及时调整以匹... 详细信息

当电网发生输电阻塞、直流闭锁、短路故障等异常状况时,迅速降低风电机组有功输出可有效减小系统发生安全稳定事故的风险。风电机组的变流器能够快速准确地控制有功输出,然而,由于桨距角动作缓慢,风力机捕获的机械功率难以及时调整以匹配速降后的有功输出,所累积的盈余能量易造成转子过转速,损害风力机机械系统。为此,提出一种通过协调控制直流卸荷电路与风力机桨距角实现转子转速保护的双馈异步发电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)有功输出速降方案。在通过转子侧变流器将有功输出迅速降至指令值后,即投入卸荷电阻消耗不平衡能量来及时抑制过转速,同时尽快调整桨距角从根本上消除盈余能量,切出卸荷电阻,在更长时间尺度下维持初始转速。分别在执行上级有功速降指令与低电压穿越两种场景下,通过与现有仅依赖桨距角或能量装置的两种典型DFIG功率控制方案和常用撬棒保护方案的仿真对比,验证了该方案的多方面优越性。

关键词：双馈异步发电机紧急功率控制盈余功率直流卸荷电路桨距角控制

轴承绝缘对双馈异步发电机高频轴电压和轴电流抑制效果研究

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电工技术学报 2020年第S01期35卷 212-219页

作者：刘瑞芳陈嘉垚朱健任雪娇北京交通大学电气工程学院

双馈异步发电机具有变流器容量小、体积小、成本低等优点,成为风力发电系统中广泛使用的机型之一。由于双馈异步发电机采用变频器转子侧供电,变频器产生的高频共模电压经电机杂散电容耦合在转轴上感应出轴电压,其引起的轴电流会带来轴... 详细信息

双馈异步发电机具有变流器容量小、体积小、成本低等优点,成为风力发电系统中广泛使用的机型之一。由于双馈异步发电机采用变频器转子侧供电,变频器产生的高频共模电压经电机杂散电容耦合在转轴上感应出轴电压,其引起的轴电流会带来轴承早期失效。针对该问题,目前主要采用轴承部位绝缘同时转轴经电刷接地的方案来抑制轴电压和轴电流,而不同绝缘方案的抑制效果有待从机理上进行分析。该文首先建立了双馈异步电机变频器系统轴电流模型,分析了绝缘层电容对轴承分压比的灵敏度影响,然后针对绝缘轴承座、绝缘端盖以及绝缘轴承三种方案的轴电压和轴电流的抑制效果,对绝缘层所处的位置、绝缘层的厚度和材料对轴承分压比影响进行了计算。分析表明,混合陶瓷轴承可有效抑制轴电流。采用较厚的绝缘层时,绝缘端盖和绝缘轴承座抑制轴电压效果较明显,但需要配合电刷才能抑制轴电流。由于喷涂绝缘轴承的涂层一般较薄,因此,采用喷涂绝缘轴承并不能有效降低高频轴电压,也不能有效抑制高频轴电流。

关键词：双馈异步发电机轴电流轴承分压比杂散电容轴承绝缘

双馈异步发电机潜在失效模式分析及控制措施研究

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大电机技术 2013年第6期 16-19页

作者：武尧尧余冰国电联合动力技术有限公司北京100039

风力发电是一项正在不断进步、不断优化完善的产业,所以仍有许多改进工作需要持续进行。本文阐述了应用于风力发电机组的双馈异步发电机关键部件的潜在失效模式、后果分析和改进措施,为双馈异步风力发电机产品的设计和制造,特别是针对... 详细信息

风力发电是一项正在不断进步、不断优化完善的产业,所以仍有许多改进工作需要持续进行。本文阐述了应用于风力发电机组的双馈异步发电机关键部件的潜在失效模式、后果分析和改进措施,为双馈异步风力发电机产品的设计和制造,特别是针对发电机的安全性、可靠性问题提供了定性的设计指导和建议。

关键词：双馈异步发电机潜在失效模式

谐波电网电压下基于矢量谐振控制的双馈异步发电机集成控制策略

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电工技术学报 2014年第7期29卷 187-199页

作者：宋亦鹏年珩浙江大学电气工程学院杭州310027

通过建立5次、7次谐波电网电压下双馈异步风力发电机(DFIG)的数学模型,分析了DFIG风电机组运行于谐波电网下所产生的性能恶化。为改进DFIG在谐波电网下的运行性能,以DFIG定子电流正弦或定子输出有功/无功功率平稳为谐波控制目标,在转子... 详细信息

通过建立5次、7次谐波电网电压下双馈异步风力发电机(DFIG)的数学模型,分析了DFIG风电机组运行于谐波电网下所产生的性能恶化。为改进DFIG在谐波电网下的运行性能,以DFIG定子电流正弦或定子输出有功/无功功率平稳为谐波控制目标,在转子电流PI闭环调节的基础上,加入定子电流矢量谐振控制或定子功率矢量谐振控制,以达到上述DFIG在谐波电网下的控制目标。为了有效实现控制目标,深入分析和对比了普通谐振控制器和矢量谐振控制器在DFIG运行于谐波电网下的300Hz交流信号调节性能。矢量谐振控制器由于其更为精确的300Hz交流信号调节能力以及充裕的相位裕度以确保闭环工作稳定性,因而更有助于DFIG在谐波电网下控制目标的实现。通过构建的风电机组,实验结果验证了本文所提出的谐波电网电压下的集成控制策略的正确性及有效性。

关键词：谐波电网电压双馈异步发电机集成控制策略正弦定子电流功率平稳矢量谐振控制器

双馈异步发电机电刷滑环电阻变化理论与仿真研究

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中国电力 2013年第12期46卷 83-89页

作者：陈涛涛马宏忠河海大学能源与电气学院江苏南京210098

电刷与滑环间良好的电接触是双馈异步发电机稳定运行的前提,电刷滑环电阻是衡量电接触系统可靠性的重要指标。以1.5 MW实际双馈风力发电机电刷滑环系统为研究对象,在计及周期性变化的滑环电阻的基础上,对运行过程中电刷滑环动态电阻进... 详细信息

电刷与滑环间良好的电接触是双馈异步发电机稳定运行的前提,电刷滑环电阻是衡量电接触系统可靠性的重要指标。以1.5 MW实际双馈风力发电机电刷滑环系统为研究对象,在计及周期性变化的滑环电阻的基础上,对运行过程中电刷滑环动态电阻进行定量分析和计算。利用PSCAD/EMTDC仿真软件,建立正常运行和故障运行下电刷滑环动态电阻数值模型和电路模型,并对电刷电流的间谐波进行理论分析和计算。通过对故障前后的电刷电流傅里叶变换值进行对比分析,得出结论:故障后电刷电流间谐波分量下降率远小于基波分量下降率,且故障下间谐波畸变率远大于正常时间谐波畸变率。该结论可作为双馈异步发电机电刷滑环运行稳定性的判据,对其状态监测和故障诊断具有实际指导意义。

关键词：双馈异步发电机电制滑环接触电阻电刷电流故障诊断