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基于改进v/f控制和虚拟振荡器的光储微网黑启动控制策略

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电子测量技术 2023年第20期46卷 7-15页

作者：赵靖英高天傲张文煜河北工业大学电气工程学院天津300401 国网冀北张家口风光储输新能源有限公司张家口075000

针对光储电站黑启动过程中存在的母线电压冲击过大、多光伏逆变器相位不同步等问题,研究光储微电网结构和微源控制方式,提出变d轴母线电压参考值的改进v/f控制策略。基于构网型虚拟振荡器,设计三相电路多并联逆变器并网自同步控制拓扑... 详细信息

针对光储电站黑启动过程中存在的母线电压冲击过大、多光伏逆变器相位不同步等问题,研究光储微电网结构和微源控制方式,提出变d轴母线电压参考值的改进v/f控制策略。基于构网型虚拟振荡器,设计三相电路多并联逆变器并网自同步控制拓扑和策略。建立微电网仿真模型,提出不同工况下黑启动过程母线升压、光伏逆变器相位同步、微电网功率平衡实验方案。结果表明,基于提出的控制策略和拓扑,不同工况下弱电网黑启动过程的母线电压冲击减低,冲击电压由额定电压的5%降至2%以内;并联逆变器相位不同步程度减少,多逆变器最大相位差降至1%以内;储能单元0.03 s内可快速响应光伏功率和负载变化,黑启动过程平稳实现。

关键词：光储微电网黑启动 v/f控制虚拟振荡器控制拓扑控制策略

异步电机v/f控制系统起动和某频段振荡问题

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电机与控制学报 2017年第1期21卷 90-97页

作者：李洪亮姜建国周中正上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200030

针对传统预励磁之后预励磁电流衰减快,导致电机起动电流过大的缺陷,提出一种比较有效的降低异步电机起动电流的方法。通过解耦算法分别闭环控制d、q轴电流进行电机起动,起动平稳之后由闭环控制状态,通过提出的逼近算法平滑切换到异步电... 详细信息

针对传统预励磁之后预励磁电流衰减快,导致电机起动电流过大的缺陷,提出一种比较有效的降低异步电机起动电流的方法。通过解耦算法分别闭环控制d、q轴电流进行电机起动,起动平稳之后由闭环控制状态,通过提出的逼近算法平滑切换到异步电机的v/f控制。该方法可有效解决电机起动电流过大的问题。针对电机某频率段出现持续低频振荡的问题,在定子电压上叠加一个抑制电流振荡的电压分量,可有效解决传统v/f控制算法在某频率段系统持续低频振荡的问题。采用提出的算法,达到了降低电机起动电流和抑制系统振荡的目的。仿真和实验结果都证明了算法的正确性和有效性。

关键词： v/f控制起动电流抑制振荡预励磁异步电机

提高直驱风电经柔直并网系统稳定性的改进v/f控制策略

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电网技术 2021年第5期45卷 1698-1706页

作者：荣梦飞吴红斌吴通华侯小凡张骏俞斌新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 河海大学能源与电气工程学院江苏省南京市210098 国网安徽省电力有限公司安徽省合肥市230022

针对直驱风电场经柔直并网系统的风场侧换流站采用恒压恒频控制(v/f控制)时,控制系统的阻尼较小、系统稳定性较差以及谐波含量高等问题,基于有源阻尼思想提出一种改进v/f控制策略。研究了v/f控制系统的拓扑结构,推导出其传递函数模型,... 详细信息

针对直驱风电场经柔直并网系统的风场侧换流站采用恒压恒频控制(v/f控制)时,控制系统的阻尼较小、系统稳定性较差以及谐波含量高等问题,基于有源阻尼思想提出一种改进v/f控制策略。研究了v/f控制系统的拓扑结构,推导出其传递函数模型,基于阶跃响应曲线和奈奎斯特曲线分析了传统v/f控制系统的不足之处和改进v/f控制对系统性能的改善。最后基于Matlab/Simulink仿真平台进行了仿真验证,仿真结果表明,所提控制策略可以增大系统阻尼,减少谐波含量,降低风机投切及负荷变化时引起的振荡,提高直驱风电经柔直并网系统的暂态稳定性。

关键词：直驱风电场柔性直流输电 v/f控制阶跃响应曲线奈奎斯特曲线暂态稳定性

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新型感应电机v/f控制系统稳定性方法

电机与控制学报 2009年第A1期13卷 11-14页

作者：陈伟杨荣峰于泳徐壮徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对感应电机v／f控制系统在空载或轻裁时存在一个持续振荡的稳定性问题，提出一种改善感应电机v／f控制系统稳定性的方法。根据感应电机的数学模型，研究了系统振荡与无功电流波动之间的关系。并基于定子电压定向对电流进行分解，通过... 详细信息

针对感应电机v／f控制系统在空载或轻裁时存在一个持续振荡的稳定性问题，提出一种改善感应电机v／f控制系统稳定性的方法。根据感应电机的数学模型，研究了系统振荡与无功电流波动之间的关系。并基于定子电压定向对电流进行分解，通过控制无功电流恒定调节输出电压来抑制电机振荡，提高系统的稳定性。实验结果表明：该方法不依赖电机参数，鲁棒性高，使系统在0～50Hz内都能平稳运行，电机的振荡得到了抑制，有效地提高了系统的稳定性。

关键词：振荡抑制无功电流定子电压定向 v/f控制

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含v/f控制DG的微电网故障分析方法

中国电机工程学报 2014年第16期34卷 2604-2611页

作者：曾德辉潘国清王钢朱革兰蔡颖倩华南理工大学电力学院广东省广州市510640

微电网在并网和孤岛两种不同运行模式下的短路电流计算是建立微电网保护的重要基础。针对目前由逆变型分布式电源(distributed generation,DG)组成的微电网在孤岛运行时短路计算研究的空白,提出一种含v/f控制DG的微电网故障分析方法。... 详细信息

微电网在并网和孤岛两种不同运行模式下的短路电流计算是建立微电网保护的重要基础。针对目前由逆变型分布式电源(distributed generation,DG)组成的微电网在孤岛运行时短路计算研究的空白,提出一种含v/f控制DG的微电网故障分析方法。通过分析DG的控制特性,充分计及控制策略的影响,理论推导出DG故障等值模型;利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC建立含v/f控制DG微电网模型,揭示DG在故障时的暂态特性;基于上述DG故障等值模型,建立微电网故障方程组,进而提出精确的微电网故障稳态分析解析法;最后,通过仿真算例,验证了所提方法的准确性和有效性。

关键词：微电网分布式电源 v/f控制等值模型故障分析

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变桨电机的v/f控制及案例分析

船舶工程 2019年第S1期41卷 344-347页

作者：张朝远刘亚林毛继光唐伟中国船舶重工集团海装风电股份有限公司

介绍了大型海上风力发电机组变桨电机的v/f控制方式,根据叶片在不同工况下的载荷曲线,决定变桨电机输出转矩的范围。选择合适的v/f控制曲线及转差曲线,在满足变桨电机输出转矩要求的同时,又不能使电机的温升过高,引起电机超温。结合相... 详细信息

介绍了大型海上风力发电机组变桨电机的v/f控制方式,根据叶片在不同工况下的载荷曲线,决定变桨电机输出转矩的范围。选择合适的v/f控制曲线及转差曲线,在满足变桨电机输出转矩要求的同时,又不能使电机的温升过高,引起电机超温。结合相关试验数据及实际应用,验证了该v/f控制方式及应用在保证变桨电机转矩输出和控制变桨电机温升方面具有良好的效果。

关键词：海上风力发电机组变桨电机超温 v/f控制

基于v/f控制的微网变流器并联控制方法研究

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基于V/f控制的微网变流器并联控制方法研究

作者：杨红伟华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

近年来随着生态文明的建设,包含分布式发电的微网建设不断加速,对微网中变流器的单台容量及冗余扩展能力提出了更高的要求。作为微网系统的核心,变流器的发展趋势逐渐由单台高容量转变为多台小容量并联,变流器并联技术的优劣,直接决定... 详细信息

近年来随着生态文明的建设,包含分布式发电的微网建设不断加速,对微网中变流器的单台容量及冗余扩展能力提出了更高的要求。作为微网系统的核心,变流器的发展趋势逐渐由单台高容量转变为多台小容量并联,变流器并联技术的优劣,直接决定着整个微网系统的稳定性。变流器并联运行可以把负载功率分担给各台变流器,使电力电子器件承受较小的电流应力,从而延长了变流器的使用寿命,提高了系统的可靠性。此外,降低单台变流器的容量可以使变流器的体积减小、重量减轻,从而降低系统的生产和维护成本。因此,微网变流器的并联运行研究具有重要的意义。本文首先分析了现有微网变流器的控制与并联方法,并对其进行了总结对比。作为变流器并联控制的基础,分析了三相桥式变流器的拓扑解耦过程以及变流器并联系统的环流,以此为基础提出了基于v/f控制的微网变流器并联控制方法。在变流器并联系统中,各台变流器单元均使用恒压恒频(v/f)控制来保证其输出电压的幅值和频率都相同,此时系统中变流器输出电压之间的差异在于其相角不同。随后,理论分析得到并联系统的负载电压与系统内变流器输出电压矢量和存在固定关系,并依据不同应用环境提出了三种调节相角的策略,用以调节变流器输出电压的相角,直到并联系统中各台变流器输出电压的幅值、频率、相角均达到一致,系统环流较小,负载功率均分。然后,本文对所提的变流器并联策略中的大电感与线路电感进行了分析,由于微网中各台变流器到负载的线路距离各不相同,提出在变流器机端加入一个大电感L,削弱线路电感差异影响,从而各台变流器的机端电压近似等于负载电压,各台变流器有了一个共同的电压基准。随后讨论了大电感与线路电感的相互作用对系统稳态环流的影响,以及大电感的加入对并联系统参数的影响,从而引出大电感数值大小的具体设计过程,并讨论了虚拟电感替换实际电感的可行性。最后,基于PSIM仿真平台,搭建了变流器并联仿真系统。同时,基于TMS320f28335数字处理器搭建了变流器并联运行实验平台。分别在仿真系统和实验平台上对提出的变流器并联运行方案进行了验证。仿真和实验结果都表明,本文提出的基于v/f控制的微网变流器并联控制方法可以使系统内变流器实现均流,负载功率均分,证实了所提变流器并联控制方案的可行性。

关键词：微网变流器并联运行 v/f控制大电感相角调节

基于虚拟电抗的大功率感应电机v/f控制系统稳定性研究

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基于虚拟电抗的大功率感应电机V/f控制系统稳定性研究

作者：易山广西大学

学位级别：硕士

在诸多工业生产以及军事国防的应用场景下,所涉及到的大功率感应电机变频调速控制技术备受重视。v/f控制仍是现阶段大功率感应电机应用最为广泛的控制方式之一。针对v/f控制下大功率感应电机在中低频轻载工况下存在固有的转速与电流的... 详细信息

在诸多工业生产以及军事国防的应用场景下,所涉及到的大功率感应电机变频调速控制技术备受重视。v/f控制仍是现阶段大功率感应电机应用最为广泛的控制方式之一。针对v/f控制下大功率感应电机在中低频轻载工况下存在固有的转速与电流的振荡问题,经过改进性研究,本文通过引入虚拟电抗的方法解决v/f控制下大功率感应电机变频调速系统在中低频轻载振荡问题。首先,本文根据感应电机的稳态等效电路和坐标变换、以及变频调速系统的基本原理搭建了v/f控制下接有LRC滤波器的大功率感应电机变频调速系统的数学模型并对其稳定性进行分析,引出在线路上接有LRC滤波器的大功率感应电机变频调速系统在中低频轻载工况下存在振荡的问题。其次,分析了随着大功率感应电机定子电感等参数变化变频调速系统的根轨迹,证明了随着感应电机的定子电感的增加变频调速系统的稳定性也将随之提升。对比其他文献中大功率感应电机变频调速系统的振荡抑制方法,得出采取引入虚拟电抗的方法,可以有效抑制在线路上接有LRC滤波器的大功率感应电机变频调速系统在中低频轻载工况下的振荡问题。最后,在MATLAB/Simulink平台上搭建了在线路上接有LRC滤波器的大功率感应电机变频调速系统的仿真模型,在中低频轻载工况下使用该模型进行仿真。之后搭建了2.5MvA级大功率感应电机实验平台对900k W感应电机进行实验,设计并编写了大功率感应电机v/f控制和在系统中引入虚拟电抗的软件程序,并对实验系统进行了调试、实验验证和对实验波形进行了分析。验证了本文所提的引入虚拟电抗的方法可实现在线路上接有LRC滤波器的大功率感应电机在中低频轻载工况下的低转速脉动和低电流振荡运行的结论。

关键词：感应电机变频调速系统中低频轻载振荡 v/f控制虚拟电抗

高压变频器驱动大容量风机轴系扭振抑制技术研究 ——一种基于v/f控制的变频器的轴系扭振抑制技术研究

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高压变频器驱动大容量风机轴系扭振抑制技术研究 ——一种基于V/F...

作者：赖成毅电子科技大学

学位级别：硕士

大容量风机系统采用变频调速改造是目前一种常用的节能降耗的手段。随着风机容量越来越大,改造了变频器运行的工业现场出现了大量的轴系损坏问题。这种问题不仅给用户造成了巨大的经济损失,还阻碍了变频节能改造的推广应用。为了解决轴... 详细信息

大容量风机系统采用变频调速改造是目前一种常用的节能降耗的手段。随着风机容量越来越大,改造了变频器运行的工业现场出现了大量的轴系损坏问题。这种问题不仅给用户造成了巨大的经济损失,还阻碍了变频节能改造的推广应用。为了解决轴系的损坏问题,需要研究清楚轴系损坏的机理,并通过工程现场易实施的方法对系统进行优化,达到系统稳定运行的目的。为此,本文的主要研究内容为:(1)介绍了高压变频器的基本原理和节能的原理以及大容量风机系统变频改造的必要性。通过具体的案例和现场测试结果说明了大容量风机系统变频改造后引起的轴系损坏问题的外在现象和主要特征,给出了大容量风机轴系损坏是由于轴系的扭振问题引起的结论。(2)通过仿真的手段对大容量风机的轴系以及电源系统进行建模,分析了电源谐波、轴系特点和负载波动对于扭振的影响。通过仿真确认了轴系的扭振跟轴系的刚度、轴系的阻尼以及电源系统的内阻有关。(3)介绍了从系统上解决扭振的方法以及通过变频器的控制算法对轴系扭振进行抑制的方法,并提出了一种基于v/f控制方式的调节电压的方法实现扭振抑制的变频器控制算法。(4)通过仿真和实际工程的实施,验证本文中提出的控制算法的可行性和可靠性,证明本文中的方法不仅易于现场实施,同时具有良好的扭振抑制效果。本文通过对变频器拖动大容量风机系统时产生的轴系损坏进行了大量的现场试验和深入的理论分析,提出了一种易于在现场实施并且非常有效的工程解决方法,通过理论和实践的验证证明该方法是可靠的,有效的,具有很高的实际应用价值。

关键词：高压变频器大容量风机轴系扭振矢量控制 v/f控制