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  • 文档简要介绍了双馈风机的运行原理,从原理上分析双馈风机如何发电,及相关特性。
  • 双馈发电机原理讲解.doc
  • 双馈发电机原理

    2014-06-18 20:09:42
    双馈风力发电机的基本原理、等效电路、控制方式等
  • 双馈风机矢量控制
  • 风力发电机组的转速会随时变化,而用电电源需要恒压恒频,所以要求风力发电机实现“变速恒频”控制。
  • 从电机基本原理出发,在定子旋转磁场坐标下,建立了由转子励磁电压双轴分量及发电机输入的机械转矩为控制变量的双馈发电机简化3阶动态模型。该模型简洁、明确、能较准确地描述发电机动态特性.易于数字仿真的实现。...
  • 无刷双馈发电机模型,无刷双馈电机原理,matlab源码.rar
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  • 做了半年的风力发电仿真,关于双馈风力发电机组,这个讲的还是比较清楚的。拿出来大家分享下
  • 双馈异步发电机

    2018-04-08 20:06:21
    双馈异步发电机(金风有限公司),主要讲解DFIG的工作原理
  • 笔者介绍 了某风电场风力发电机变频器电气结构原理及工作逻辑, 归纳整理出双馈异步风力发电机变频器运用过程中应 注意的技术细节及日常巡检维护要求, 为风力发电机组变频器运行质量提升、 风电场风能利用效率提高...
  • 在分析双馈发电机交流励磁变速恒频发电运行原理的基础上,利用MATLAB/SIMULINK分别搭建了空载并网控制模型和并网后的追踪最大风能变速恒频发电运行模型,并结合两种模型进行分时仿真,解决了传统仿真方式中由于并网前后...
  • 采用增量式光电编码器,利用TMS320F2812内置的正交编码脉冲电路、外围硬件电路并依设计的测速原理编写相应程序,检测双馈发电机转子初始零位、校正转子位置,进行转子位置角及转速的精确检测与计算。双馈发电机的运行...
  • 首先建立了双馈异步发电机无源性功率智能控制技术数学模型,给出了控制技术运行公式和原理图,然后计算出双馈异步发电机从风能得到的功率、电磁值、电压值、有功功率和无功功率,最后探讨了双馈异步发电机无源性功率...
  • 基于Matlab的双馈异步风力发电机风电场仿真这里仿真的对象是一个由6台1.5Mw双馈异步风力发电机组组成的9MW的风电场。这个风电场连接着一个25kV的分布式发电系统,它的电能通过35km长,电压等级为25kV的馈线(B25)输入...

    基于Matlab的双馈异步风力发电机风电场仿真

    这里仿真的对象是一个由6台1.5Mw双馈异步风力发电机组组成的9MW的风电场。这个风电场连接着一个25kV的分布式发电系统,它的电能通过35km长,电压等级为25kV的馈线(B25)输入到120kV的电网上。有2300kV,2MVA的用电设备也同样连接在B25这条馈线上。这些用电设备包括一台1.68MW的异步电动机和200kW的阻性负载。风电机和电动机负载都有保护系统控制着电压、电流和电动机转速。利用Matlab/Simulink建模并进行了三个方面仿真,其简化示意图及仿真模块图形见附录1。

    一、双馈式风力发电机及其仿真模型简介

    双馈式异步风力发电机(Doubly-Fed Induction Generator)包含有:一个绕线式转子的异步发电机和一个基于IGBT的交-直-交PWM变频器。定子绕组直接连接到频率为60Hz的电网,转子通过交-直-交变频器的反馈来调节频率。双馈电机技术可以使风力发电机组在低风速情况下,通过优化风机转速,从风吸收最大的能量。而在狂风的情况下,可以使风机承受最小的机械压力。在给定风速的情况下,最优的驱动速度产生最大的机械能。当然这些能量都是同风速成比例的。在风速低于10m/s的情况下,转子运行于“次同步转速”。在高风速下,转子运行于“超同步转速”。打开风机的菜单选择“Turbine data”,然后选择“Display wind-turbine power characteristics”(见图1)。风机机械功率作为驱动转速的功能,在风速5m/s~16.2m/s的范围内可以被显示出来。双馈电机是根据这条红曲线来控制的。最佳的驱动转速是在曲线上的B点和C点之间。双馈电机的另一个优点是电力电子变频器可以产生或者吸收无功。这样就减少了鼠笼绕组式异步风电机所需的补偿无功的电容器组。

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    图1、双馈式风力发电机功率特征曲线

    这个风电机模型可以用来做长时间仿真的暂态稳定性研究。这个模型中,系统的观测时间长达50s。

    打开风电机菜单,可以看到4组针对于风电机组(包括发电机和变频器)的菜单。这个6机组成的风电场,在仿真的过程中,是通过将一些单机的参数扩大至6倍来模拟的。

    例如:

    1、额定机械转矩输出:6*1.5e6watts,在Turbine data栏。

    2、发电机额定功率:6*1.5/0.9MVA(6*1.5MW at0.9PF),在Generator data栏。

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  • 1文章编号: 100624710 (2010) 0120081206基于MATLAB /SIMUL INK的并网型双馈风力发电机仿真模型的研究余健明,王猛,李阳阳(西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048)摘要:在分析双馈发电机交流励磁变速恒频...

    西安理工大学学报

    Journal of Xi’an University of Technology(2010) Vol. 26 No. 1

    文章编号

    : 100624710 (2010) 0120081206

    基于

    MATLAB /SIMUL INK的并网型

    双馈风力发电机仿真模型的研究

    余健明

    ,王猛

    ,李阳阳

    (西安理工大学自动化与信息工程学院

    ,陕西西安

    710048)

    摘要

    :在分析双馈发电机交流励磁变速恒频发电运行原理的基础上

    ,利用

    MATLAB /SIMUL INK分

    别搭建了空载并网控制模型和并网后的追踪最大风能变速恒频发电运行模型

    ,并结合两种模型进

    行分时仿真

    ,解决了传统仿真方式中由于并网前后定子电压输出方向不同

    ,而无法讨论并网瞬间工

    况的问题。仿真结果表明了文中所建立的风力发电机模型不但可以在变速情况下可靠并网

    ,而且

    并网后还能在变速恒频运行的基础上实现有功功率、无功功率的解耦控制。

    关键词

    :双馈风力发电机

    ;变速恒频

    ;矢量控制

    中图分类号

    : TM310   文献标志码

    :A

    Researchon theSimulationModelofGrid2Connected Doubly2FedW ind

    Turbine Based onMATLAB/SIMULINK

    YU Jian2ming, WANGMeng, LIYang2yang

    (Faculty ofAutomation and Information Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China)

    Abstract: Base on the analysis of the characteristics of doubly2fed AC excited wind turbines in variable

    speed constantfrequency (VSCF) operation, usingMATLAB/SIMULINK to establish a comprehensive

    system simulation on the no2load operation before the cutting2in and the VSCF wind2power generation by

    tracing maximal wind2energy after the cutting2in. In combination with the carrying out of time2domain

    simulation of two models, the problems of the instant industrial conditions are solved in the traditional

    simulation ways in which the stator voltage output direction is different to discuss before and after the con2nectionwithgrid. ThesimulationresultsoffertheDFIGcontrolsystemthatisestablishedinthepapercan

    notonlybeconnectedtogridsafelyatvariablespeed, butalsoachievedecoupledcontrolofactivepower

    and reactivepoweron thebasisofVSCFoperationaftergrid2connection.

    Key words: double2fed induction generator (DFIG); variable speed constant frequency (VSCF); vector

    control

    风能是一种清洁的永续能源

    ,与传统能源相比

    ,磁控制

    ,不但可实现变速恒频运行

    ,而且还能实现输

    风力发电不依赖外部能源

    ,没有燃料价格风险

    ,发电出有功、无功功率的解藕。另外

    ,转子施加交流励磁

    成本稳定

    ,也没有碳排放等环境成本

    ;此外

    ,可利用的

    DF IG可在变速情况下顺利并网

    [1]。

    的风能在全球范围内分布都很广泛。正是因为有这本文通过分析变速恒频风力发电机的特点

    ,将

    些独特的优势

    ,风力发电逐渐成为许多国家可持续矢量变换技术运用到发

    展开全文
  • 随着电力系统输电电压的提高和线路增长,当线路传输功率或线路负荷波动时,线路和电站将...采用异步发电机后,可有效解决风力机转速不可控、机组效率低下等问题,因而,双馈异步发电机在风力发电中应用非常广泛。另...

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    随着电力系统输电电压的提高和线路增长,当线路传输功率或线路负荷波动时,线路和电站将出现持续工频过电压,而直接危害电网稳定运行。为改善系统运行特性,不少技术先进的国家,开始研究异步发电机在大电力系统中的应用问题,并认为系统采用异步发电机后,可提高系统稳定性、可靠性和运行经济性。

    采用异步发电机后,可有效解决风力机转速不可控、机组效率低下等问题,因而,双馈异步发电机在风力发电中应用非常广泛。另外,由于双馈电机对无功、有功功率均可调,对电网可起到稳压、稳频作用,提高了发电质量。与同步机交——直——交系统相比,还有变频装置容量小、重量轻的优点,更适合于风力发电机组使用,同时也降低了造价。

    将双馈电机应用于风力发电的设想,不仅在理论上成立,在技术上也可行。与现有其他风力发电技术相比,无论从经济性,还是可靠性来看,都具有无可替代的优势,具有很强的竞争力,其发展前景十分广阔。

    3971f9fe-331a-eb11-8da9-e4434bdf6706.png双馈电机工作原理及特性

    目前的风电机组多采用恒速、恒频系统,发电机多采用同步电机或异步感应电机。在风电机组向恒频电网送电时,不需要调速,因为电网频率将强迫控制风轮转速。在这种情况下,风力机在不同风速下维持或近似维持同一转速。效率下降,被迫降低出力,甚至停机,这显然是不可取的。与之不同的是,无论处于亚同步速或超同步速的双馈发电机,都可以在不同的风速下运行,其转速可随风速变化做相应的调整,使风力机的运行始终处于最佳状态,机组效率提高。同时,定子输出功率的电压和频率却可以维持不变,既可以调节电网的功率因数,又可以提高系统稳定性。

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    1双馈电机的工作特性

    双馈电机的结构类似于绕线式感应电机,定子绕组也由具有固定频率的对称三相电源激励,所不同的是转子绕组具有可调节频率的三相电源激励,一般采用交-交变频器,或交-直-交变频器供以低频电流。

    与同步电机相比,双馈电机励磁可调量有三个:一是与同步电机一样,可以调节励磁电流幅值;二是可以改变励磁电流频率;三是可以改变励磁电流相位。

    通过改变励磁频率,可调节转速。这样在负荷突然变化时,迅速改变电机转速,充分利用转子动能,释放和吸收负荷,对电网的扰动远比常规电机小。另外,通过调节转子励磁电流的幅值和相位,可达到调节有功和无功功率目的。

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    而同步电机的可调量只有一个,即励磁电流幅值,所以调节同步电机励磁,一般只能对无功功率进行补偿。与之不同的是双馈电机的励磁除了可以调节电流幅值外,亦可以调节其相位,当转子电流相位改变时,由转子电流产生的转子磁场,在气隙空间的位置就产生一个位移,改变了双馈电机电势与电网电压向量的相对位置,也就改变了电机的功率角。所以双馈电机不仅可调节无功功率,也可调节有功功率。

    一般来说,当电机吸收电网无功功率时,往往功率角变大,使电机稳定性下降。而双馈电机却可通过调节励磁电流相位,减小机组功率角,使机组运行稳定性提高,从而可多吸收无功功率,克服由于晚间负荷下降,电网电压过高的困难。

    与之相比,异步发电机却因需从电网吸收无功励磁电流,与电网并列运行后,造成电网功率因数变坏。所以双馈电机较同步电机和异步电机都有着更加优越的运行性能。

    2风力发电中双馈电机控制

    在风力发电中,由于风速变幻莫测,使对其的利用存在一定困难。所以改善风力发电技术,提高风力发电机组效率,最充分地利用风能资源,有着十分重要的意义。任何一个风力发电机组都包括作为原动机的风力机和将机械能转变为电能的发电机。其中,作为原动机的风力机,其效率在很大程度上决定了整个风力发电机组的效率,而风力机的效率又在很大程度上取决于其负荷是否处于最佳状态。

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    不管一个风力机是如何精细地设计和施工建造,若它处于过载或久载的状态下,都会损失其效率。从风力机气动曲线可以看出,存在一个最佳周速比,对应一个最佳的效率。所以风力发电机的最佳控制是维持最佳周速比。另外,由于要考虑电网对有功功率和无功功率的要求,所以风力机最佳工况时的转速应由其气动曲线及电网的功率指令综合得出。也就是说,风力发电机的转速随风速及负荷的变化应及时作出相应调整,依靠转子动能变化,吸收或释放功率,减少对电网扰动。

    通过变频控制器对逆变电路中功率器件的控制。可以改变双馈发电机转子励磁电流幅值、频率及相位角,达到调节其转速、有功功率和无功功率的目的,既提高了机组的效率,又对电网起到稳频、稳压的作用。

    3971f9fe-331a-eb11-8da9-e4434bdf6706.png异步发电机主要的优劣比较

    笼型转子异步发电机结构简单、牢固,特别适合于高圆周速度电机。没有集电环和碳刷,可靠性相对高,不受使用场所限制。由于无转子励磁磁场,不需要同期及电压调节装置,电站设备简化,负荷控制十分简单,多数情况下不需水轮机调速器,水轮机可全速运行或在锁定导叶开度下、在一定转速范围内变速运行,异步发电机尽管可能出现功率摇摆现象,但无同步发电机类似的振荡和失步问题。

    大容量异步发电机必须与同步发电机并列运行或接入电网运行,由同步发电机或电网提供自身所需的励磁无功,因此异步发电机是电网的无功负载。

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    尽管从原理上说异步发电机可以借助于电容器孤立运行在自激状态,但处于这种运行状态时,发电机调压能力很弱,当发电机达到临界负荷,将引起电压崩溃。异步发电机的励磁一般而言可由同步发电机、电网或静止电容器提供,具体的励磁提供方式由电站类型或电网运行条件决定。

    虽然异步发电机不能提供自身和负载所需的无功,可能是一个缺陷,但当其使用恰当时,可作为电网无功优化的一种手段,并将对电站和电网带来明显的技术经济效益。

    3971f9fe-331a-eb11-8da9-e4434bdf6706.png在电站中应用经济性比较

    异步发电机装备的电站由于无需直流励磁系统,同期装置、电站投资费用低。由于无集电环、电刷和转子励磁绕组,因此维护及运行费用低。异步发电机转子为隐极及无同步发电机类似的转子绕组,因此一般效率高于同容量同转速的同步发电机。相同水源下,采用异步发电机可多发电。异步发电机的经济性优势将会由于异步发电机所需励磁受到部分抵消。

    异步发电机所需励磁的大小与电机的额定转速成反比,转速越高,标值励磁越低。异步发电机电站所需厂房面积较同步发电机电站厂房面积小。

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    往期回顾

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    智慧的发明者——修理电机时,绕组的拆除应该成为一种技术活!

    由“电机技术日参”原创,如需转载,请登录新榜网站版权频道

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    展开全文
  • 该模型解释了 DFIG WT 的工作原理。... 矢量控制技术用于控制双馈电机。 这不是一个完整的模型,而只是为那些想要了解 DFIG 控制的人提供的入门指南。 电机的有功功率和无功功率由转子侧变流器调节。
  • 基于磁链不能突变的原理,研究了故障前运行状态、电机参数、撬棒阻值等对故障电流的影响,得到了双馈发电机定、转子故障电流的近似解析表达式。通过与常规4阶模型的对比仿真,验证了响应模型的正确性。
  • 双馈风力发电机;定子电压定向;定子磁链定向;空间电压矢量脉宽调制;simulink;建模仿真

    1.根据风力机的转矩特性,分析双馈风力发电机最大风能捕获机理,得出其具有最大风能跟踪性能。
    2.根据双馈风力发电机的数学模型,研究采用矢量控制实现有功和无功解耦,分析了双PWM功率变换器数学模型,采用定子侧电压定向矢量控制和转子侧定子磁链定向矢量控制。
    3.仿真结果表明所建立的双馈风力发电机仿真模型能够实现最大功率追踪,变速恒频运行和有功、无功功率解耦控制,验证了所建立的双馈风力发电机仿真模型的正确性和可行性

    结果分析
    最大风能利用系数
    定子电压电流
    转子电压电流

    展开全文
  • 双馈发电机

    2012-09-20 18:05:27
    详细介绍了异步发电机的工作原理,及其调控方式
  • 变速恒频双馈风力发电机原理和优点研究变速恒频发电技术变速恒频发电技术是一种新型风力发电技术,其主要优点在于风轮以变速运行。这一调速系统和变桨距调节技术环节结合起来,就构成了变速恒频风力发电系统。其...
  • 双馈风力发电机及控制原理PPT课件.pptx
  • 现代变速双馈风力发电机的工作原理分享.pdf
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  • 与《基于Matlab的双馈异步风力发电机风电场...本文通过对双馈风力发电机的恒电压控制系统和BP神经网络PI整定原理的研究,分析了风速变化和电网电压跌落对恒电压控制系统和风电机组机端电压的影响,然后建立 matlab/sim...
  • 1.引言目前,在风力发电中被最广泛应用的风力机是双馈感应型发电机,因为它有以下显著的优点:变速发电,有功功率和无功功率控制,抗机械应力和噪声,以及能提高电能质量。[1]直到最近,双馈感应型风力发电场一般...
  • 根据双馈异步风力发电机原理,建立了双馈异步发电机静态模型。计算分析发电机在不同转速下的定转子发出的有功功率及无功功率,并阐述双馈异步风力发电机的设计特点。
  • 完整的PSCAD双馈风力发电机建模,包括 定转子侧控制策略的设计

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