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双馈风力发电系统的非线性解耦控制

控制理论与应用 2009年第9期26卷 958-964页

作者：郭家虎蔡旭龚幼民安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200030 上海大学机电工程与自动化学院上海200072

为了克服双馈风力发电系统基于近似线性化模型的分离控制方法动态性能差,抗扰能力弱的缺点,研究了双馈风力发电系统的精确线性化解耦控制.首先从电力电子装置与电机系统集成的角度,建立了双馈风力发电系统的统一模型;然后应用逆系统理论... 详细信息

为了克服双馈风力发电系统基于近似线性化模型的分离控制方法动态性能差,抗扰能力弱的缺点,研究了双馈风力发电系统的精确线性化解耦控制.首先从电力电子装置与电机系统集成的角度,建立了双馈风力发电系统的统一模型;然后应用逆系统理论,推导出其逆系统模型,将其精确线性化成一个伪线性系统;最后运用内模控制理论对其进行综合以提高系统的鲁棒性,实现了双馈风力发电系统的高性能控制.仿真和实验结果表明,该控制策略不仅可以加快系统的响应速度,保证系统的全局稳定性,而且还可以减少所需的直流滤波储能电容,提高系统可靠性.

关键词：双馈风力发电系统统一模型逆系统理论内模控制精确线性化

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双馈风力发电系统的滑模变结构控制技术

电力系统及其自动化学报 2017年第8期29卷 29-35页

作者：李培强邱时严李欣然曾小军周丽英胡泽湖南大学电气与信息学院长沙410082

为研究滑模变结构控制策略在提升双馈风力发电系统运行性能上的作用,提出一种基于指数趋近律的滑模变结构控制策略,分析计算了不同控制对象的控制率,在所建立的双馈风力发电系统Simulink仿真模型上对滑模变结构控制在双PWM(pulse width ... 详细信息

为研究滑模变结构控制策略在提升双馈风力发电系统运行性能上的作用,提出一种基于指数趋近律的滑模变结构控制策略,分析计算了不同控制对象的控制率,在所建立的双馈风力发电系统Simulink仿真模型上对滑模变结构控制在双PWM(pulse width modulation)变换器控制、MPPT(maximum power point tracking)控制和空载并网控制上的应用进行系统性研究,并和PI控制方法进行对比,结果表明所提出的滑模变结构控制策略不仅简化了控制结构,而且提高了系统的响应速度、控制精度和鲁棒性,具有一定的有效性和可行性。

关键词：双馈风力发电系统滑模变结构指数趋近律 Simulink 性能

双馈风力发电系统DC-link电压振荡抑制策略

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电力系统及其自动化学报 2018年第8期30卷 7-11,43页

作者：高仕红毛承雄王丹陆继明华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室，武汉 430074 湖北民族学院信息工程学院，恩施 445000

针对网侧变流器双闭环控制中电压外环对DC-link电压振荡抑制响应慢及电流内环对前馈补偿延时的问题,提出了一种直接控制DC-link电容器充电功率的网侧变流器单闭环控制策略。本策略中引入的前馈补偿直接施加在控制电压的节点上,以及一个... 详细信息

针对网侧变流器双闭环控制中电压外环对DC-link电压振荡抑制响应慢及电流内环对前馈补偿延时的问题,提出了一种直接控制DC-link电容器充电功率的网侧变流器单闭环控制策略。本策略中引入的前馈补偿直接施加在控制电压的节点上,以及一个跟踪-微分器用于外界扰动动态前馈补偿的获取。在Matlab/Simulink平台中通过两种典型情况研究了所提出的网侧变流器控制策略对DC-link电压振荡抑制的有效性。结果表明,所提出的网侧变流器控制策略能有效抑制DC-link电压的冲击幅值及振荡,提出的前馈补偿方案及跟踪-微分器解决了电流内环对前馈补偿的延时以及经典微分器的噪声放大效应。

关键词：双馈风力发电系统网侧变流器 DC-link电压跟踪-微分器前馈补偿

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含双馈风力发电系统的配电网短路电流特性

上海交通大学学报 2023年第7期57卷 921-927页

作者：奚鑫泽邢超覃日升何廷一和鹏孟贤程春辉云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217 上海科梁信息科技股份有限公司上海200023

双馈异步风力发电机(DFIG)作为分布式电源接入配电网,能将辐射状的单电源系统变为双电源系统,改变配电网的拓扑结构.当配电网发生短路故障时,配电网的短路电流会受到风力发电接入的影响.针对DFIG作为分布式电源接入配电网,配电网中不同... 详细信息

双馈异步风力发电机(DFIG)作为分布式电源接入配电网,能将辐射状的单电源系统变为双电源系统,改变配电网的拓扑结构.当配电网发生短路故障时,配电网的短路电流会受到风力发电接入的影响.针对DFIG作为分布式电源接入配电网,配电网中不同点发生三相短路故障时短路电流受到风力机接入容量及接入点位置影响的问题,结合DFIG的控制策略进行理论推导和仿真分析.首先,从理论上推导含风力发电的配电网短路故障电流关系式,对风力机提供的短路电流进行分析.然后,引入模型预测控制,与经典的矢量控制进行对比分析得出不同控制策略对短路电流的影响,并在此基础上分析配电网在不同点发生三相短路故障时,短路电流随风力机接入容量及位置的变化情况,分析总结DFIG对配电网短路电流及电流保护的影响.

关键词：双馈风力发电系统模型预测控制配电网短路电流

九开关双馈风力发电系统的恒定开关频率电流滑模控制方法

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中国电机工程学报 2018年第20期38卷 6134-6144页

作者：邱伟康陈宇文刚康勇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074 武汉新能源研究院湖北省武汉市430074

较之基于背靠背变换器的双馈风电系统,基于九开关变换器（nine-switchconverter,NSC）的双馈风电系统所需器件更少,且可通过对NSC直流母线电压及电流容量在机侧与网侧的动态分配实现低电压穿越（low-voltage-ridethrough,LVRT）,并具备... 详细信息

较之基于背靠背变换器的双馈风电系统,基于九开关变换器（nine-switchconverter,NSC）的双馈风电系统所需器件更少,且可通过对NSC直流母线电压及电流容量在机侧与网侧的动态分配实现低电压穿越（low-voltage-ridethrough,LVRT）,并具备无功补偿能力。对九开关双馈风电系统的控制,目前均沿用了传统矢量控制与NSC特殊调制相结合的方法,控制过程复杂,性能提升有限。为简化控制过程并提升控制性能,该文提出适用于NSC双馈风电系统的恒定开关频率电流滑模控制,该方法直接在三相静止坐标系进行电流滑模闭环控制,生成NSC驱动所需占空比。该文对所提方案进行详细分析,并通过实验将其与传统比例积分控制进行对比。实验结果表明,所提滑模控制具有优于比例积分控制的动态响应和LVRT性能。

关键词：九开关变换器双馈风力发电系统滑模控制低电压穿越恒定开关频率

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双馈风力发电系统网测变换器控制优化研究

科技通报 2017年第6期33卷 179-183页

作者：卢永辉杨益梅湖南理工职业技术学院风能学院

双馈式风力发电系统所处的工况环境往往较为复杂多变,受此影响,采用传统PI控制的网测变换器会出现抗干扰能力差、工作稳定性下降等问题。在传统PI控制器的基础上引入BP神经网络,并利用BP神经网络具有的自适应、自学习等特性对传统PI控... 详细信息

双馈式风力发电系统所处的工况环境往往较为复杂多变,受此影响,采用传统PI控制的网测变换器会出现抗干扰能力差、工作稳定性下降等问题。在传统PI控制器的基础上引入BP神经网络,并利用BP神经网络具有的自适应、自学习等特性对传统PI控制器参数进行实时在线整定,保证PI控制器的最优控制状态。仿真结果显示,BP神经网络PI控制器在复杂的工况下具有更高控制精度和鲁棒性,提高了网测变换器的抗干扰能力和运行效率。

关键词：双馈风力发电系统网测变换器 PI控制器神经网络

基于氢储能技术的双馈风力发电系统基本架构及其建模

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高电压技术 2016年第7期42卷 2100-2110页

作者：袁铁江董小顺张增强关宇航梅生伟新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830008 清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 国网新疆电力公司经济技术研究院乌鲁木齐830000

针对风力发电系统面临能量输出不稳定、低电压穿越能力弱等问题,提出将氢储能系统安装在双馈风力发电机组变流器中间直流母线处,构建了基于氢储能技术的双馈风力发电系统的基本架构。进一步,利用宏观能量表示法(EMR)建立了基于氢储能技... 详细信息

针对风力发电系统面临能量输出不稳定、低电压穿越能力弱等问题,提出将氢储能系统安装在双馈风力发电机组变流器中间直流母线处,构建了基于氢储能技术的双馈风力发电系统的基本架构。进一步,利用宏观能量表示法(EMR)建立了基于氢储能技术的双馈风力发电系统的模型,并基于EMR反转规则建立了系统的最大控制框架。在此基础上,基于MATLAB/Simulink搭建了基于氢储能技术的双馈风力发电系统的仿真模型,并进行了仿真验证,结果表明了氢储能系统能够平抑风电输出功率波动及提高系统的低电压穿越能力,同时验证了所建EMR模型的正确性。

关键词：氢储能技术双馈风力发电系统宏观能量表示法波动平抑低电压穿越

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基于逆系统方法的双馈风力发电系统内模控制

电网技术 2011年第4期35卷 149-153页

作者：刘波张玉财阎晓坤东北电力大学自动化工程学院吉林省吉林市132012

针对双馈风力发电系统采用的基于近似线性化模型的分离控制方法存在系统动态性能差、抗扰能力弱等缺点,从电力电子装置与电机系统集成的角度,建立了双馈风力发电系统的统一模型,应用逆系统原理将双馈风力发电系统进行精确线性化,运用内... 详细信息

针对双馈风力发电系统采用的基于近似线性化模型的分离控制方法存在系统动态性能差、抗扰能力弱等缺点,从电力电子装置与电机系统集成的角度,建立了双馈风力发电系统的统一模型,应用逆系统原理将双馈风力发电系统进行精确线性化,运用内模控制理论对其进行综合,提出了双馈风力发电系统的逆系统内模控制策略,实现了系统的非线性解耦控制。仿真结果表明,该控制策略不仅提高了系统的鲁棒性,还加快了系统的响应速度,使系统具有良好的稳态和动态性能。

关键词：双馈风力发电系统统一模型逆系统内模控制非线性控制

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双馈风力发电系统模型预测控制算法研究

电力电子技术 2019年第9期53卷 86-89页

作者：沈坤张少云刘录光湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 中车株洲电力机车研究所工业传动技术中心湖南株洲412001 湖南师范大学信息科学与工程学院湖南长沙410081

针对双馈风力发电系统,设计了一种模型预测控制(MPC)算法。在坐标系下,建立了双馈风力发电机(DFIG)转子电流状态方程与网侧变流器(GSC)滤波电感电流状态方程。通过设置误差补偿阈值,改进了有限控制集MPC(FCSMPC)算法的反馈校正策略。基... 详细信息

针对双馈风力发电系统,设计了一种模型预测控制(MPC)算法。在坐标系下,建立了双馈风力发电机(DFIG)转子电流状态方程与网侧变流器(GSC)滤波电感电流状态方程。通过设置误差补偿阈值,改进了有限控制集MPC(FCSMPC)算法的反馈校正策略。基于改进的FCSMPC算法,分别构建了转子侧变流器(RSC)与GSCMPC算法。采用Matlab/Simulink构建了控制算法模型并进行了对比仿真实验,结果表明:所构建的MPC算法可以实现对双馈风力发电系统的有效控制,且算法的控制性能优于传统比例积分(PI)控制算法。

关键词：双馈风力发电系统模型预测控制有限控制集反馈校正