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变速恒频双馈风力发电系统控制技术的探讨变速恒频双馈风力发电系统是当前风力发电的核心技术，在这一系统运行过程中对其进行针对控制具有重要意义。
专业的控制是保证变速恒频双馈风力发电系统正常运行的重要前提。
针对该发电系统的控制主要是集中在电网低压故障时的双变流器控制以及网侧变流器的控制。
本文将结合发电系统原理来探讨如何实现科学高效的专业控制。
变速恒频风力发电技术,是当前运行效率较高,电能质量较优的的发电技术。
这项技术在风力发电领域中有着广泛应用。
随着我国能源形势的日益紧张,变速恒频双馈风力发电系统在风能发电中的作用越来越重要。
在这样的背景下加强对变速恒频发电控制技术的研究具有重要意义。
双馈风力发电是专业系统的的发电技术，这一系统的发电涉及到变流器控制、电网低压故障控制以及电机控制等多个领域。
这些方面的控制是保证变速恒频风力发电技术正常运行的重要措施。
当前针对变流器的控制主要是通过矢量控制技术来实现，这一技术相较于其他技术而言比较方便。
非线性矢量控制变速恒频双馈风力发电系统是一个多变量、非线性、强耦合的系统，实现对这一系统的及时有效地控制，有必要采用非线性矢量控制的方法来实现。
针对该系统的控制设计人员先是要推算出系统的状态方程，而后根据状态方程推导出逆系统，最后根据逆系统来实现系统内模控制。
1.1.状态方程。
状态方程是表述系统特性的一种典型手法，工作人员可以通过既定的数学模型来推导双馈风力发电系统的状态方程。
双馈风力发电系统的最大控制目标是能够充分利用风能，也就是指在风速一定条件下，能够发挥发电系统的最大有功功率。
因而我们要把风力发电系统的有功功率作为被控制量。
输出量则应该是无功功率。
此时我们设输入变量是u，输出变量是y，那么我们就可以得到以下状态方程和输出方程.1.2.对双馈风力发电系统专业分析。
一个系统能否能利用非线性矢量控制技术来进行有效应用，一个重要前提就在于该系统能否可逆。
因而在控制之前还需要通过逆系统法来判断双馈风力发电系统是否可逆。
变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制发布时间：2021-01-27T02:31:36.116Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第24期作者：王斌[导读] 文以变速恒频风力风电机组为例，对其最大风能追踪的总控制与矢量控制过程进行了分析。
甘肃龙源风力发电有限公司兰州 737000摘要：随着科技进步，社会不断发展，同时伴随着环境污染的严重，不可再生能源的减少，政府开始实行并坚持可持续发展战略，有效利用清洁能源，重点发展对可持续能源的利用，例如风能，水能，太阳能等。
伴随着风力发电的盛行，全面提升风力发电机组的运行可靠性和稳定性成为风力发电技术研究的热点问题，最大风能追踪控制成为研究的重点。
文以变速恒频风力风电机组为例，对其最大风能追踪的总控制与矢量控制过程进行了分析。
关键词：变速恒频；风力发电系统；最大风能追踪控制；可再生能源一、变速恒频风电机组1.1变速恒频风电机组风能已成为电力系统增长最快的绿色能源和全球发展最快的可再生能源。
变速恒频风电作为20世纪逐渐发展起来的全新的发电形式，其最大风能追踪控制成为了现在众多学者研究探讨的重要对象。
同时，在现代，变速恒频风电机组已经成为了主流的风力发电机组。
当风速处于额定风速以下时，对于变速恒频风电机组而言，尽可能的提高能量转换效率是主要的目标，这主要通过发电机转矩的控制，使机组变速运行来实现。
变速恒频风电系统的矢量控制图如图一所示。
目前，变速恒频风电机组作为主流的风力发电机组，风电机组有不同于通常机械系统的特性：风电机组的动力源是不可测的自然风能，其发电系统最大风能追踪控制成为了核心问题，同时也是最难解决的问题，是众多学者讨论研究的热点，也是本文要阐述的核心问题。
图1 变速恒频风电系统的矢量控制图1.1.1简介交流励磁变速恒频发电在风力﹑水力等可再生能源的开发利用中发挥作用巨大，得到了极大的重用，尤其在风力发电中得到了广泛的应用。
与恒速恒频发电技术相比，变速恒频风力发电技术具有显著的优越性，首先极大的提高了风能转换效率，显著降低了由风施加到风力机上的机械应力，减少了能源的损耗；其次通过对发电机输出的有功功率得控制来合理调整电磁转矩与转速，使电机转速改变，从而在风速变动的情况下确保最佳叶尖速比的恒定，实现了变速下的恒频运行，通过矢量变换控制还能实现输出有功和无功功率的解耦控制，提高电力系统调节的灵活性和动﹑静态稳定性。
变速恒频双馈风力发电系统控制技术的探讨前言随着能源危机的日益加剧，可再生能源逐渐成为人们关注的热点。
风能作为最具潜力的可再生能源之一，引起了众多研究人员的关注。
近年来，变速恒频双馈风力发电系统控制技术成为研究热点之一，具有广阔的应用前景。
本文将对变速恒频双馈风力发电系统控制技术进行探讨。
双馈发电机和变频控制双馈发电机是目前风力发电机中最常使用的一类发电机。
传统的风力发电系统采用异步发电机作为发电机，随着风速的改变，输出电压、频率和电流也会跟随变化。
而采用双馈发电机后，输出电压和频率能够稳定控制在一个合适的范围内。
变频控制技术是指通过调整发电机输出电压和频率，使其与电网的电压和频率同步，从而实现电能的输送。
传统的电力系统一般采用恒频输电，这种方式下，不同的发电机必须调整其转速，以达到跟电网同步的效果，导致效率低下。
而采用变频控制技术，可以根据需要调整发电机的转速，使其在不同的风速下都能保持较高的效率。
变速控制技术变速控制技术是指通过改变风力发电机的转速，使其在不同的风速下都能保持较高的效率。
传统的风力发电系统中，往往采用固定转速的方式，无法灵活地调整转速以适应不同的风速。
而采用变速控制技术，则可以在不同的风速下，调整发电机的转速，以保证其输出的电量和质量。
曲线控制曲线控制技术是指通过调整双馈发电机的转速和输出电压，使其输出的电量和质量符合电网的要求。
传统的控制方法是基于刚性控制，不能灵活地调整发电机的参数。
而曲线控制技术，则可以根据电网的要求，调整发电机的控制参数，以保证其稳定地、高效率地运行。
软件控制技术软件控制技术是指通过计算机程序控制风力发电系统的运行。
传统的控制方式大多采用硬件控制，控制方式复杂、扩展性不强。
而采用软件控制技术，则能够通过计算机程序实现控制功能，提高系统的自动化程度。
结语变速恒频双馈风力发电系统控制技术是风力发电的研究热点之一，具有广阔的应用前景。
本文通过介绍双馈发电机和变频控制、变速控制、曲线控制、软件控制技术等方面，对其进行了探讨。
变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制摘要：风力发电是一种可再生能源，因此，对它的开发和利用显得尤为重要。
由于其实用、高效的特点，变速恒频风电技术在许多方面都具有很大的应用前景，并且伴随着风电技术的持续发展，它已经成为了国内外众多专家学者关注的焦点。
安全、低成本、高效的风电技术是风电技术发展的重点，而对其短时有效风速进行精确预测是实现风电系统平稳运行的关键与基础。
风电机组在运转过程中，其风场呈现出一种三维时变特性，由于各测点在风轮表面上得到的风速各不相同，因此，利用风速仪对其进行短时的风速预报并不可行。
为改善风电机组的调速性能，需对风电机组的短时风速预报进行深入的分析与研究。
关键词：变速恒频；风力发电系统；最大风能追踪控制1变速恒频风力发电概述本文介绍了一种新型的变频调速发电机的结构，并对其性能进行了分析。
双馈发电机的定子线圈与电网相连，转子线圈为三相交流变频驱动，一般采用交流-交流变换或交流-直-交变换来驱动。
双馈发电机可以在各种工况下工作，并且可以根据风速的改变来调节其旋转速度，从而保证风机始终处于最优的工作状态，提高了风力资源的利用效率。
当电机负荷或速度改变时，调整馈入转子绕组电流，就可以使定子的输出电压和频率不变，也可以调整发电机的功率因子。
2变速恒频风力发电技术重要性及其优势2.1变速恒频风力发电技术的重要性风力发电机是一种以风力为动力的风力发电机。
在整个风力发电过程中，发电系统占有相当的比重。
通常情况下，当风力发电系统的单位装机容量不断增加时，就可以从一个侧面说明风力发电机的结构存在一定的问题。
为此，需要对风力发电系统进行结构优化设计。
本项目研究成果将为风电机组的安全稳定运行提供理论依据，并为实现风电机组的高效稳定运行提供理论依据。
2.2变速恒频风力发电技术优势风力发电技术在风力发电中的应用具有明显的优势。
在风力发电的过程中，使用变速恒频的风力发电技术，能够从最大功率的角度来确保发电系统的平稳运转，不仅能够在某种程度上增加风电系统的发电量，还能够提升风电系统的运行效率。
变速恒频双馈风力发电最大功率跟踪控制
念丽波;刘雪杨;邓永生;孟召阳
【期刊名称】《机械与电子》
【年(卷),期】2015(000)012
【摘要】为了充分有效地利用风能，发出较高的电能质量，在分析了风力机最大风能捕获机理和双馈电机数学模型基础上，提出了一种基于定子电压定向下变速恒频双馈发电机最大功率跟踪矢量控制策略。
为了说明控制策略的有效性，在风速阶跃变化下，利用 Simulink 建立了双馈发电系统仿真模型及定子电压定向矢量控制模型。
仿真结果表明，该控制策略能够快速准确控制风力发电系统进行最大功率跟踪及变速恒频控制。
【总页数】4页(P53-56)
【作者】念丽波;刘雪杨;邓永生;孟召阳
【作者单位】昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500;昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500;昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500;昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500
【正文语种】中文
【中图分类】TM461
【相关文献】
1.变速恒频风力发电机最大功率跟踪控制策略的研究 [J], 王志华;李亚西;赵栋利;郭金东;许洪华
2.开绕组无刷双馈风力发电机最大功率点跟踪直接转矩模糊控制研究 [J], 张凤阁;朱连成;金石;于思洋
3.VSCF双馈风力发电最大功率跟踪控制 [J], 苏适;念丽波;张文斌;戴海琪
4.变速恒频风力发电最大功率点跟踪控制 [J], 吴国祥;陈国呈;俞俊杰;蔚兰;马祎炜
5.考虑损耗的无刷双馈风力发电系统功率反馈法最大功率点跟踪控制 [J], 许利通; 程明; 魏新迟; 宁新福
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无刷双馈风力发电系统模糊自抗扰最大风能捕获控制陈亦哲;杨俊华;吴捷【摘要】为提高风力发电机组的运行效率,最大限度地将风能转换为电功率输出,风力发电机组必须变速运行.分析了无刷双馈电机的变速恒频风力发电机控制系统的模型,将自抗扰控制(ADRC)策略引入最大风能捕获控制,并在无刷双馈发电机有功与无功功率的解耦控制中,采用模糊控制器整定ADRC中非线性控制参数.仿真结果证明了ADRC具有比PID控制更小的超调量和更快的响应速度,验证了该控制方法具有很强的适应性和鲁棒性.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2010(037)008【总页数】6页(P23-28)【关键词】变速恒频;无刷双馈电机;自抗扰控制;风力发电;最大风能捕获;解耦控制【作者】陈亦哲;杨俊华;吴捷【作者单位】广东工业大学,自动化学院,广东,广州,510006;广东工业大学,自动化学院,广东,广州,510006;华南理工大学,电力学院,广东,广州,510641【正文语种】中文【中图分类】TM301.2;TM3150 引言变速恒频风力发电是目前主流的风能发电方式［1］，无刷双馈电机兼有笼型、绕线型异步电机和电励磁同步电机的优点［2］，功率因数和运行速度可调节。
基于无刷双馈电机构建变速恒频风力发电系统是风力发电研究的又一热门课题，解耦控制则是无刷双馈风力发电机控制中的难点［3］。
自抗扰控制器(Active-Disturbance Rejection Control，ADRC)是一种改进型非线性PID控制器，比传统PID控制器具有更强的适应性和鲁棒性［4］，同时克服了传统PID误差取法不合理、没有误差微分提取办法、组合方式不理想等缺点，已较为广泛地应用于工程实际中。
但ADRC算法较为复杂，其参数相对PID来讲较多，而参数选择的合适与否将直接关系到ADRC对实际对象控制效果的优劣。
目前，其参数的整定通常都采用试凑法，工作量大，整定过程繁杂［5］。
变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制摘要：风力发电系统的形成是我国近年来注重电力体制改革背景下，强调可持续发展战略下所兴起的清洁能源发电模式。
风能是一种随机性强、爆发性高、不稳定的能源，因此在并网过程中风力发电输出功率易存在波动的现象，造成电网功率与负荷不匹配，引发停电事故。
此外，由于新型电力系统中具有大量的电力电子器件，因此对于电网的频率振荡较为敏感，这就对风力发电机的输出频率提出了更高的要求。
本文主要对变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制进行论述，详情如下。
关键词：变速恒频；风力发电；风能追踪引言随着传统化石能源如石油、天然气等的逐步枯竭，风能、太阳能、核能等清洁能源已逐步发展为当今世界不可或缺的新能源，风能更是成为位居前列的开发能源。
目前，我国已在甘肃、新疆、内蒙古以及舟山群岛等区域成功建设大型风电场，助力我国西电东送国家战略和长三角地区经济增长。
但大量的风力发电也给大电网的安全运行带来了挑战。
风力发电具有间歇性、不确定性等特征，当风电并网后若无有效的控制措施干预，将干扰火电、水电等构成的传统大电网的稳定性。
1风力发电系统原理风力发电系统由风力机、发电机、传动链、控制装置等构成，其作用是将清洁的风能转换为电能，再通过风电并网将电能传输至千家万户。
风力发电的控制装置用于应对风能的极度不确定性，是将不可控能量向可控能量传递的关键设备。
风力机是我们对风力发电系统认知的宏观产物，通常由三片桨叶组成的风轮、塔架等构成。
根据安装地点的不同，分为水平面安装的风力机和垂直面安装的风力机两种；按照控制策略不同，还可以将风力机分为定距失速、变距失速和主动失速三种类型。
发电机是连接风力机产生的机械能和电能的桥梁，风电并网有极其严苛的条件，不仅要保证并网点电压幅值相同，还需要做到并网频率相同。
风力发电机有恒速运行和变速运行两种结构，而变速运行需要与变流器组合使用才能实现。
变流器物理结构由二极管、IGBT等功率电子器件组成，通过采用先进的高性能控制算法，可以实现任何频率和幅值的风力发电与大电网相连。
收稿日期:2004212212作者简介:邓 禹(1979-),男,四川自贡人,华中科技大学硕士在读,主要从事电力电子技术及相关研究。
文章编号:100923664(2005)0320021204电源技术应用变速恒频双馈风力发电系统最优风能捕获控制邓 禹,邹旭东,康 勇,陈 坚(华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074)摘要:从分析风力机运行特性出发,研究实现最优风能捕获的系统控制方法。
并采用定子磁场定向的矢量控制技术,对双馈发电机转子进行交流励磁,实现发电机有功、无功及转速的独立控制,从而获得最大风能捕获的高效发电运行。
仿真结果验证了文中所提出控制策略的正确性和有效性。
关键词:变速恒频;风力机;最大风能捕获;双馈发电机;矢量控制中图分类号:TN 86 TN 712文献标识码:AOptimal Wind Energy C apturing Control for V ariable 2SpeedConstant 2Frequency Doubly 2Fed Wind Pow er G eneration SystemDEN G Yu ,ZOU Xu 2dong ,KAN G Y ong ,CH EN Jian(Depart ment of Elect rical &Elect ronic Engineering ,Huazhong Universityof Science and Technology ,Wuhan 430074,China )Abstract :Based on analysis of wind power generator operation characteristics ,system cont rol met hod of capt uring optimal wind energy is investigated.Stator flux oriented vector cont rol tech 2nology is used to execute AC excitation for doubly fed generator rotor ,t hen independent cont rol of active ,reactive power and rotate speed of generator is realized ,elect ricity generation by capt u 2ring maximal wind energy wit h high efficiency is also obtained.Simulation result s are given to il 2lust rate t he correct ness and feasibility of t his p roposed system cont rol st rategy.K ey w ords :variable 2speed constant 2f requency ;wind power generator ;maximal wind energy capt u 2ring ;doubly fed generator ;vector cont rol0 引 言能源、环境是当今人类生存和发展所需要解决的紧迫问题。
双馈型风力发电机最大风能追踪控制研究作者：滕志飞张永刚朱乐来源：《农业科技与装备》2018年第02期摘要：风力发电是利用风能的一种有效手段，提高风能利用率成为风力发电研究中的重要内容。
提出一种风力发电最大风能追踪控制技术，通过控制双馈型风力发电机转速最优曲线，实现不同风速下的最大风能追踪，用以提高风力发电效率和降低发电成本。
关键词：风力发电；最大风能追踪；双馈电机；仿真中图分类号：TM311 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2018）02-0024-03近年来，随着世界各国对新能源发电的不断关注和技术的不断发展，新能源发电系统的装机量不断加大，而其中风力发电是新能源发电的主要手段，风力发电的总装机量和单机容量都在逐年加大。
大力发展风力发电系统是我国电力可持续发展战略的必然趋势，同时我国地域辽阔，风能储量大，很适合风力发电发展。
在风力发电系统中，变速恒频发电系统相对于恒速恒频系统具有更高的运行效率，因此越来越受到重视。
本课题重点研究双馈型变速恒频风力发电的最大风能跟踪技术。
1 双馈型风力发电系统风力发电机主要由风力机和发电机两部分组成。
风力机利用空气流动的动能推动风轮旋转并将其转换为机械能，发电机将风力机传送来的机械能转变为电能输送给负载。
目前使用的风力发电机主要有两种：鼠笼式异步发电机和绕线式异步发电机。
前者转速受电网频率的约束基本保持不变，而风力机是随转速变化的，因此很难达到最高的风能转换效率；后者可与转子输入相位、幅值和频率可调的三相交流电进行交流励磁发电，成为双馈发电机。
通过调节励磁电流，发电机可在风力机保持最佳叶尖速比的情况下恒频输出，这样便于并网运行，且风能利用率接近最大值，有利于电网的稳定运行。
双馈型风力发电机系统结构框图如图1所示。
2 最大风能追踪随着风力发电技术的快速发展，双馈型风力发电系统因在最大风能追踪上具有在一定范围内变速运行的特点，其优势也逐渐显现出来。
双馈型风力发电机的最大风能追踪是指系统工作在启动风速和额定风速之间时，风力发电机在运行时的CP（功率系数）值保持最大。
变速恒频双馈风力发电系统控制技术的探讨一、引言风力发电系统是一种可再生能源装置，其性质使其成为替代传统能源源的一个重要选择。
风力发电系统使用叶片接收风能，驱动发电机产生电力，为环境保护和可持续发展做出了积极贡献。
然而，由于风资源的不稳定性和不可预测性，风力发电系统的设计和控制面临着许多挑战。
本文将探讨变速恒频双馈风力发电系统控制技术的相关问题。
二、变速恒频双馈风力发电系统的基本原理变速恒频双馈风力发电系统是目前最常用的风力发电系统。
它由风能转换装置、变频控制装置和电网接口装置三部分组成。
其中，风能转换装置包括风轮、轴承、塔架、叶轮等部件，负责将风能转化为转动机械能；变频控制装置包括变频器、双馈异步发电机等部件，使发电机输出的电压和频率与电网匹配；电网接口装置包括变压器、保护装置、电缆等部分，将发电机输出的电能接入到电网中。
基本工作原理是：风轮和叶轮通过系泊装置固定在预定空中高度上，利用旋转的叶片捕捉风能，驱动发电机产生电能，经过变频器进行升压、逆变处理后接入电网。
同时，变频器可以根据风速的变化控制电机的转速，从而保持电机的输出功率不变。
由于双馈异步发电机有较好的抗干扰性能和相同功率下体积小、重量轻的特点，因此越来越多的风电塔采用双馈异步发电机。
三、变速恒频双馈风力发电系统控制技术的研究1. 变频控制技术变频控制技术是风力发电系统中最核心的技术之一，它直接决定了风力发电机的效率和质量。
变频控制技术是采用电流、电压和功率等参数作为控制对象，采用PWM模式以及单闭环、双闭环控制等方式进行控制。
通过对这些参数的调整，可以有效提高风力发电机的电功率输出、转速、功率因数等参数，使发电机具有更好的发电效率。
2. 变速控制技术变速控制技术是另一种常用的风力发电系统控制方法。
通过控制电机的旋转速度，可以实现不同风速下的最佳发电功率。
同时，变速控制技术还可以提高发电机的风能利用效率，增加电机的寿命，减少发电机的损耗和维护成本。
变速恒频双馈风力发电系统最优风能捕获控制
邓禹;邹旭东;康勇;陈坚
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2005(22)3
【摘要】从分析风力机运行特性出发,研究实现最优风能捕获的系统控制方法.并采用定子磁场定向的矢量控制技术,对双馈发电机转子进行交流励磁,实现发电机有功、无功及转速的独立控制,从而获得最大风能捕获的高效发电运行.仿真结果验证了文
中所提出控制策略的正确性和有效性.
【总页数】5页(P21-24,31)
【作者】邓禹;邹旭东;康勇;陈坚
【作者单位】华中科技大学电气与电子工程学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学
电气与电子工程学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学电气与电子工程学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学电气与电子工程学院,湖北,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TN86;TN712
【相关文献】
1.变速恒频双馈风力发电机的最大风能追踪控制 [J], 姚兴佳;韩嵩崟;赵希梅;郭庆
鼎
2.变速恒频双馈风力发电系统最大风能捕获控制 [J], 张志;王清灵;朱一凡
3.变速恒频双馈风力发电系统最大风能捕获控制 [J], 张志;王清灵;曾志勇
4.变速恒频双馈风力发电系统最大风能追踪控制 [J], 刘兴奎
5.双馈风力发电系统最大风能捕获控制策略仿真 [J], 刘忠好; 刘忠仁; 曾旭
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