摘要：为了解决双馈感应电机最大功率追踪困难问题、提高其最大功率追踪效率,提出一种用于双馈感应电机最大功率追踪的多输入多输出二阶滑动模态控制方法 .对双馈感应电机进行建模分析,引入多输入多输出二阶滑膜控制设计过程,简化为含有m个变量的单输入单输出二阶滑膜控制,进而给出双馈感应电机单输入单输出二阶滑膜控制方法;在阶跃风速、随机风速、低电压穿越三种工况下进行仿真分析,验证了控制方法的有效性和鲁棒性.

摘要：变速恒频风力发电技术已广泛用于实际风机中,其中一个经典问题即最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)。针对双馈感应电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)设计了一款基于扰动观测器的滑模控制(Perturbation Observer Based Sliding-Mode Control,POSMC)来实现MPPT。所提控制器将扰动观测器和滑模控制(Sliding-Mode Control,SMC)相结合,从而大幅提高了DFIG的鲁棒性。首先,应用扰动观测器对系统扰动(发电机非线性、参数不确定和随机风速)进行在线估计。随后,通过SMC对该扰动估计进行实时完全补偿,从而实现不同工况下的控制全局一致性以及各类不确定环境下的鲁棒控制。最后,POSMC无需精确的DFIG系统模型,仅需测量转子角速度和定子无功功率,易于实现。进行了三个算例研究,即阶跃风速、随机风速和发电机参数不确定性。仿真结果表明,与矢量控制(Vector Control,VC)、反馈线性控制(Feedback Linearization Control,FLC)和SMC相比,POSMC在各类工况下均可捕获最大的风能并具有最强的鲁棒性。

摘要：设计了一种新颖的群灰狼优化算法(Gathered Grey Wolf Optimizer,GGWO),用于整定双馈感应电机(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)的比例-积分控制器(Proportional-integral,PI)最优参数,从而实现变风速下的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)并提高系统的故障穿越能力(Fault Ride-through,FRT)。GGWO在原始灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer,GWO)的基础上引入分组机制,将灰狼分为相互独立的合作狩猎组和随机侦察组。其中,随机侦察组中的灰狼负责进行广泛的全局搜索,而合作狩猎组的灰狼实现深度的局部探索。同时,设计狼群间的角色互换机制,可根据当前适应度函数,在下次迭代中对不同分工的狼进行角色互换,进而平衡全局搜索和局部探索的矛盾。通过阶跃风速、随机风速和电网电压跌落三个算例对GGWO的优化性能进行了研究。仿真结果表明,与遗传算法、粒子群算法、飞蛾扑火算法和GWO相比,所提算法具有更好的全局收敛性、MPPT精确性和FRT能力。

摘要：提出一种基于转子电流的模型参考自适应系统(MRAS)的双馈感应电机(DFIM)无速度传感器控制方法。首先建立了基于定子磁链定向的DFIM矢量控制模型,实现了电机转速/转矩控制和有功/无功功率解耦控制,然后采用基于MRAS的转速辨识方法,将测量得到的转子电流作为参考模型,通过定子电压和电流估测得到的转子电流作为自适应模型,用PI闭环控制构造转子位置和转速信息。为验证理论分析的正确性,以50 kW的DFIM为例设计了一套控制系统。通过电动机运行工况下的空载变速实验和发电机运行工况下的功率控制实验,估测转子位置和转速在不同转速和功率工况下都能准确跟踪实际值。仿真和实验结果表明系统能实现对DFIM无速度传感器控制,证明了所提出的方案的可行性。

摘要：提出一种基于转子电流偏差角的双馈感应电机(DFIG)闭环速度观测方案。相比基于定子磁链或基于转子电流的模型参考自适应系统(MRAS)速度观测方案,该方案所构造的速度观测器不仅具有较好的线性化控制特性,而且其前向控制增益不受双馈感应电机转子电流量值的影响,从而使得所设计的DFIG无速度传感器控制系统具有较好的动态响应特性。2MW双馈感应电机的仿真试验,不仅验证了该无速度传感器控制策略的正确性,而且通过与基于转子电流MRAS无速度传感器控制策略的对比表明,该控制策略具有较好的动态响应特性。

摘要：为比较双馈感应电机(DFIG)基于空间矢量调制(SVM)的直接功率控制(DPC)策略和基于SVM的预测直接功率控制(P-DPC)策略的性能特点,提出两种直接功率控制策略。针对转子侧变换器,建立DFIG的系统模型,依次给出了SVM DPC策略和SVM P-DPC策略的设计过程,并利用Simulink搭建各自的仿真模型进行仿真对比。仿真结果表明,两种直接功率控制策略都能保证定子输出功率的稳定解耦控制。相同条件下,SVM P-DPC策略的设计过程复杂,但定子输出功率的超调小,且动态响应速度快。

摘要：为了便于双馈感应电机直接转矩控制器的设计,建立了选装坐标系下的双馈感应电机的空间矢量数学模型和等值电路,推导了电磁转矩方程和转子磁链微分方程。通过分析转子电压空间矢量对转子磁链和电磁转矩的影响,提出了双馈感应电机直接转矩控制的一种改进方案:一是调整转子磁链扇区与转子电压矢量的相对位置;二是利用具有互补性的互差120°角的电压矢量作为主控矢量进行控制。通过大量的仿真结果分析,验证了所提控制算法的可行性和有效性。

摘要：为了提高双馈感应发电机(DFIG)滑模控制对抖动的抑制能力,增强抗干扰性能,提出一种新的自适应终端滑模控制策略,增益参数根据滑模面的绝对值进行动态调整,通过调节瞬时有功和无功功率,实现涡轮变速控制,保证高质量电力供给。研究了自适应终端滑模控制算法,给出了DFIG动力学模型。新设计的风力发电转换系统的转子侧使用自适应终端滑模控制,网侧使用直接功率控制。与常规SMC方法进行了实验对比,显示终端滑模控制器的自适应特性能保证更好的瞬态响应,能有效抑制干扰。验证了所提出的自适应终端滑模控制的鲁棒性、稳定性和有效性。

摘要：电动机-发电机的电抗和时间常数通常对主电路设备和电厂强度规格的确定起重要作用，并且此类特性需要从电网获得。本文给出了双馈感应电机和同步电机之间的理论关系，同时给出了采用与同步电机相同的试验方法获得的特性测量值。理论设计值和测量值的比较证明理论关系是有效的。双馈感应电机无阻尼绕组。励磁系统特性会影响电机特性，特别是电网故障的瞬态现象。本文给出了励磁机特性对电机瞬态行为的影响。同步电机的重要特性之一是短路比（SCR）。通常需要确保SCR在一定范围内，因为SCR对电网稳定性和误同期限值有重要关系。但是，双馈感应电机的误同期与同步电机非常不同。本文根据长期的运行经验提供了合理的SCR值。

摘要：研究了广泛应用于风力发电的变速恒频双馈感应电机系统中的低频不稳定现象.首先,通过数值仿真,观察了系统随着输入机械转矩增大时出现的低频振荡现象,结果表明,低频振荡现象的发生会增加定子电流的总谐波畸变,从而降低系统的性能.其次,建立了双馈感应电机及其励磁控制系统的数学模型,通过分析系统雅可比矩阵的特征值发现,系统发生的低频振荡的动力学本质是Hopf分岔,并据此给出了系统运行的稳定性边界.研究有助于更好地理解变速恒频双馈感应电机系统中的动力学行为和稳定性问题,对该系统的参数设计具有一定的参考价值.