摘要：目前分频风电系统(fractional frequency wind power system,FFWPS)作为海上风力发电系统研究的一个新潮流,已经引起国际学术界的广泛注意。国外学者对分频风电系统应用于用于海上风电的经济性、技术可行性以及关键设备可行性等方面进行了研究,这说明分频风力发电系统是一种具有竞争力的海上风力发电系统方案。该文针对分频风电系统的结构特点,提出一种适用于分频风电系统风机并网的结构和方法,该并网方法可实现分频风电系统中风机的逐台并网,具有经济和技术上的优势。介绍分频风电系统并网主电路和控制电路的设计,以及所搭建的分频风电系统多机并网实验平台,通过实验证明所提出的并网结构和方法的可行性和有效性。

摘要：借鉴互联和阻尼分配的基于无源性控制器设计的基本思想和设计方法,依据最小磁场能量原则,设计了一种新的效率优化的感应电机转矩跟踪控制器.由于只针对分解后得到的电气子系统进行最小磁场能量优化和转矩跟踪控制器设计,得到的磁通优化律不受转子电阻的影响,且控制器不需要观测转子侧的状态变量,因此系统具有更强的参数鲁棒性.控制器方程是全局定义的,不存在发散奇点,能够跟踪快速变化的转矩和磁通给定,从而保证了系统的动静态性能.仿真实验结果证实,该控制器在保证系统具有良好的动、静态性能的同时,能有效地提高感应电机轻载时功率因数,并取得良好的节能效果.

摘要：该文首先建立了基于开关函数的三相四线三电平中点箝位(NPC)电压型整流器的数学模型,分析了它的工作原理。并在Lyapunov稳定性理论的基础上,提出了一种新的三相四线三电平中点箝位PWM整流器非线性控制方法。该方法具有大范围渐进稳定,动态响应快的优点,并且通过设计新的三电平PWM调制方法,有效地解决了由现有三电平SPWM调制方法引入的直流母线中点电位存在三次波动的问题。系统仿真验证了该数学模型的正确性,以及基于Lyapunov直接法设计的非线性控制器的有效性。

摘要：分别针对感应电机电动和发电状态进行了无源化控制器设计。在严格的理论分析和数学证明基础上,扩展了无源化控制系统在电机正常工作状态下的系统稳定条件,得出的稳定条件宽于目前相关文献给出的稳定条件,且不随转子转速的变化而变化。解决了无源化感应电机控制器应用于高速实际系统时无源化控制器需要大比例系数保证系统稳定的问题。但在实际应用中,由于时间离散和干扰等原因,大比例系数会造成系统振荡的矛盾。仿真和实验结果表明了该稳定条件下,系统仍具有良好的静、动态性能。

摘要：随着双馈感应发电机(DFIG)的大规模应用及对其低电压穿越能力(LVRT)要求的提高,关于电网电压跌落时刻DFIG的暂态过程及LVRT改进措施的研究也越来越多;但是,之前的研究无论是用仿真方法还是数学手段,大都进行了一系列省略及近似,包括忽略定子电阻及认为定转子漏感相同等,这导致对DFIG暂态性能的研究及仿真计算的准确性受到不同程度的影响。文中首先从理论上对电网电压对称跌落后DFIG的暂态性能进行了精确计算和分析,揭示了定子磁链的暂态自然分量变化的本质规律,得到了转子参数对发电机各暂态衰减量的不同影响。然后,提出了一种新的Crowbar电路结构,并给出了Crowbar电阻和转子漏感的最优化参数设计方法。最后,采用MATLAB/Simulink对所提方案进行了仿真研究,验证了理论计算和所提方法的正确性及有效性。

摘要：根据无源性控制的基本思想,并借鉴定子磁场定向控制理论,以定子磁场定向同步坐标系下的定子电流和定子磁通作为系统的状态变量,构建了一种新的电压源型混合控制器,并给出了系统的稳定条件.在理论分析的基础上,证明了在互联与阻尼分配的基于无源性的感应电机控制器设计方法中,将模型表达为欧拉方程的形式是不必要的,且动态解耦条件的数学描述约束过于严格.仿真和实验结果验证了该混合控制器的稳定性、有效性以及良好的静动态性能,同时提出的结论也由此得到了证明.

摘要：首先建立了基于开关函数的三电平中点钳位(NPC)电压型整流器的数学模型,分析了它的工作原理。提出了一种基于d-q轴解耦和中点电位控制的高性能三电平中点钳位PWM整流器控制方法。该方法具有电流控制精度高,能够实现有功电流和无功电流的无差调节的优点,并且通过设计中点电位控制器,能够有效抑制由外部扰动和调制方法造成的中点电位的直流和低频脉动。通过系统的仿真和实验,验证了该数学模型的正确性,以及该控制方法的优异性能。

摘要：电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)输电系统具有非线性、强耦合、多输入等特点,其控制系统往往难以在消除稳态误差的同时,依然保持全局渐近稳定。基于VSC-HVDC输电系统的端口受控耗散哈密顿(PCHD)模型,提出了一类具有积分稳定环节的互联和阻尼配置的无源(IDAPB)控制方案的设计方法,并依据控制原理给出了3种具有典型性的控制方案及其控制参数的取值范围。对于其中性能最优的指数稳定型IDA-PB控制方案,利用积分稳定性定理,在其控制器中加入积分稳定环节,使得系统在受到大干扰或是系统参数无法精确预知时,具有良好的稳态、暂态特性的同时,依然保持全局渐近稳定。控制系统的设计过程中,无需求解偏微分方程,大大简化了计算量。PSCAD/EMTDC环境下的仿真表明,与传统比例—积分(PI)控制相比,IDA-PB控制策略能显著提高系统稳态、暂态性能,响应速度快、跟踪精度高,且对参数变化不敏感,有优良的鲁棒性及全局稳定性。

摘要：海上风电经分频输电线路传输的研究近年来引起国内外的关注。由去除机端换流器的多台基于永磁直驱同步发电机(PMSG)的风电机组、海底电缆和交交变频器组成的分频海上风电系统,可通过线路末端的交交变频器控制PMSG的转速捕获风能,可节省初始投资和运行维护费用。考虑变压器和输电线路的影响后,推导出分频海上风电系统的准稳态模型,基于转子平均磁链定向给出多机矢量控制器的设计原理;从曲线拟合的角度,给出多机组运行频率的求解方法;以4台PMSG为例,搭建了分频海上风电系统仿真模型。结果表明采用多机矢量控制方法,在不同风速条件下,风电机组的转速均能够跟随指令值,并实现风能的最优捕获。

摘要：基于无源性的基本思想,选取定子磁通幅值作为系统的磁通控制目标,并借鉴间接定子磁场定向的控制方法,构建了一种新的基于定子磁场定向的感应电机(Induction Motor,简称IM)无源性控制器(Pacive Based Control,简称PBC)。该控制器保留了IM无源性控制器优点,证明IM无源性控制器以定子磁通作为系统控制目标的设计方法是可行的,扩展了无源性控制器设计方法的应用领域。仿真和实验结果证明,该控制器是稳定且有效的。