安全技术-网络信息-直驱永磁风电燃料电池混合系统建模及功率平滑控制.pdf

直驱式电液伺服系统具有调速范围宽、抗污染能力强、可靠性高、易于实现计算机远程控制等优点,适用于频响低,低速性能要求不太高的伺服控制场合。分析了直驱式电液伺服压力控制系统的工作原理,建立了此类控制系统的数学模型,并按照实际工作参数,分别对系统的稳定性、响应特性和稳态精度进行仿真试验。结果表明,系统具有良好的稳定性、快速响应,且具有较高的稳态精度,其缺点是频率响应不高。

首先根据电网故障特征，分析了直驱风力发电机组在故障运行条件下的功率关系，根据分析结果将电网故障情况下机组实现故障穿越所面临的问题总结为由电网电压正序分量有效值下降带来的“有功不平衡”和电网电压负序分量带来的“功率波动”2类问题。在此基础上，对目前直驱风力发电机组的故障穿越方法进行了总结和分类，将“有功不平衡”控制策略分为减小发电机的输出功率来减小换流器的输入功率、在直流母线处消除不平衡功率、增大网侧换流器输出功率能力3种方法；将“功率波动”控制策略分为消除并网电流负序分量和消除直流母线电压纹波2种方法，并分析了不同方法的优缺点。根据现有方法的优缺点对直驱风力发电机组故障穿越控制方法的研究方向进行了展望。

本文给出了用于直驱永磁同步风力发电系统暂态分析的传动轴系的双质块模型和全功率变流器数学
模型，分析了低电压故障下直驱永磁风力发电系统的暂态特性。提出了相应的变流器改进技术措施，利用
PowerFactory/DIgSILENT 仿真软件对所设计的LVRT 改进控制方法进行仿真建模，并验证了其有效性。

永磁直驱风力发电机组的模型PSCAD建模

永磁直驱风力发电机并网仿真模型，机侧采用最大功率跟踪控制，应用尖速比控制和爬山搜索法组合，电机采用单位功率因数控制，进行弱磁控制，网侧采用逆变器并网，跟踪效果理想。多种风力变换

5MW风机并网PMSG永磁直驱电机 等效100台

占空比扰动法实现风力系统MPPT 采用直驱式电机,根据Boost变换器结构图,不需要测风装置，也不需要知道风轮的空气动力特性；直接把占空比作为控制参数，只需要一个控制循环，减少了控制器设计的难度。

风电、光伏经由高压直流输电系统并网外送已经成为大规模可再生能源基地的主要输送方 式 。 对 于 风 电 引 发 的 次/超 同 步 振 荡 问 题 ，尤 其 是 直 驱 风 电 机 组 与 柔 性 高 压 直 流 (VSC-HVDC)输 电系统之间相互作用引发的次/超同步振荡问题值得深入研究。首先，分别建立直驱风电机组与 VSC-HVDC的动态模型，并深入分析与推导两者之间的接口矩阵与接口动态方程，进而得到直驱 风电机组经 VSC-HVDC并网外送的完整动态模型。在此基础上，采用特征值分析法计算得到各 振荡模式的参与因子，并根据模式参与因子判断出次/超同步振荡模式之间存在阻尼耦合。通过 PSCAD/EMTDC进行时域仿真，验证了模型与特征值分析结果的正确性。进一步深入分析风电 并网距离/阻抗、直驱风电机组机/网侧控制器与 VSC-HVDC送/受端控制器参数对次/超同步振 荡阻尼特性的影响，结果表明:同一个控制器参数可同时影响多个次/超同步模式，同一个次/超同 步模式可同时受多个控制器参数影响，并且这种阻尼耦合的影响可能趋同(调节控制器参数，耦合 的两种模式的阻尼比同向变化)，可能趋反(调节控制器参数，耦合的两种模式的阻尼比反向变化)， 也可能趋同与趋反同时存在。

描述了永磁直驱风力发电机网侧变换器的基本结构和工作原理。对其数学模型进行了详细的推导，通过坐标变换得到其在dq旋转坐标系下的数学模型。通过基于前馈解耦和双闭环控制策略，实现了直流侧电压稳定、网侧功率因数可调的控制目标。通过空间矢量调制方式，提高了直流侧电压的利用率。对系统双闭环PI调节器的参数进行了设计。在MATLAB/SIMULINK环境下建立了永磁直驱风力发电机网侧变换器的仿真模型，通过仿真对控制策略进行了验证。