双馈风力发电机最大风能追踪策略的研究

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双馈风力发电系统最大风能追踪控制

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因此受到了世界各国的重视，风力发电也获得了
时追踪最佳功率曲线，是一种改进的最大功率点跟
踪算法（）ＭＰ。
更多的优惠政策和资金支持。目前大型变速恒频风
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ＣｌａｅｇｅｎＥｎｒｙ
７２
苏平等：双馈风力发电系统最大风能追踪控制
本文通过分析风力发电系统风速与风力机功率的数学关系以及双馈电机的运行特性，在ＭＰ和ＰＴＴＲＳ算法的基础上，结合ＤＩ参考转速实时计算方ＦＧ
，、５口＝８。
／。二＼
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法以及定子磁链定向矢量控制，提出了一种转速、电
要实时测量风力机输出功率和风力机转速，并且测
０引言
风力发电是新能源中技术最成熟的发电方式之
一
量时间往往影响控制精度；献［０提出了通过控文１１制发电机输出有功功率来调节电磁转矩和转速。在
风速变动情况下保持恒定的最佳叶尖速比．从而实
正确性
ｓａｃｉｇＨＣ１ＨＣｅｒｈｎ，Ｓ，Ｓ控制法是通过实时测量风力
机转速和输出功率，利用经典数学寻优方法跟踪最
关键词：力机；大风能追踪；风最双馈发电机；量控制矢
大输出功率点，方法避免了测量风速的问题，该但需
ＳｔｄｙｏａｉｉｍｉｄＥｎｒｙＴｒｃｎｆＤｏｂｌ —ＦｅｕｎＭｘｍｌＷｎｅｇａｋｉｇｏｕｙｄＷｉｄ－ＰｏｒＧｅｒｔｏｙｓｅｎｗｅｎｅａｉｎＳｔｍ

探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制

探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制无刷双馈风力发电机（Brushless Double-fed Wind Power Generator，BDWG）由于其具有高效、稳定、可靠的特点，在风电发电产业的快速发展中得到了广泛应用。

其核心部件是无刷双馈电机（Brushless Double-fed Induction Machine，BDFIM），由于其内外转子之间通过转子侧电容连接，使其具有一定的电磁转矩特性。

因此，在BDWG中基于实时控制的电压源逆变器的功率控制策略中，可以通过控制转子的电压和电流使得BDFIM适应风机不同的转速变化（也即风速的变化）现象，从而在风力发电过程中实现良好的功率控制性能。

本文旨在对BDWG的设计原理和控制策略进行分析和探讨，主要从以下几个方面进行讨论。

1. BDWG的设计分析（1）结构和工作原理BDWG由涉及双馈电机转子部分（即有刷子组合，转子侧电容器等）和无刷直流电机（一般用于调节转子电容器电压的空间矢量调制控制）经由转子上的能量转换器进行变换，在输出端带有无功功率控制的PWM逆变器进行功率输出。

BDFIM相较于一般异步电机，其内部转子电流被划分为主磁通和次磁通两个部分，转子上的电容器则通过变压器与电网连接。

在风机转速发生变化时，由于双馈电机的特殊结构，主磁通和次磁通之间会产生一定的漏电感，从而使得转子上的电流产生相应的变化。

（2）参数设计和优化在BDWG的设计上，关键的参数设计主要包括了转子电容器的容量、变压比等。

为了实现风能的最大利用效率，需要在保证性能的前提下尽可能减小转子电容器的容量，同时在变压器的设计上注重其高效、轻便的特性。

以上两者则需要依据技术手段来进行有效的优化设计。

2. BDWG的控制策略（1）转子电压交换控制BDWG的控制策略之一是通过转子侧的能量转换器实现交换控制，从而在转速变化的情况下实现电极磁势的平衡控制。

该控制策略主要由节拍控制和逆变控制两个部分组成，其中节拍控制主要通过时序触发器和计数器实现；逆变控制则主要通过高功率开关管实现，其控制基础是PWM控制。

双馈风力发电机最优控制方法研究

ｒｆｒｎｅｒｐｄｙａｄｒｄｃｔｕｔａｏｉｕｔｎｏｓｖＡｉｅｒｑａｒｔｐｉａｏｔｏｌｒｉｅｅｅｃａｉｌｎｅｕｅｉｆｃｕｔｎｓｓｌｉｍｌｅｕｌｌａ－ｕｄａｃｏｔａｎｉｍｌｎｒｌｓｃｅｄｖｌｐｄｂｓｄｏｅａｇｎｅｅｔｒｃｎｒｌｙａｃｍｏｅｆｄｕｌ－ｅｄｃｏｅｅａｏ．ｅｅｏｅａｅｎｔｕｍｅｔｄｖｃｏｏｔｎｍｉｄｌｏｂｅｆｄｉｕｔｎｇｎｒｔｒｈｏｄｏｎｉ
大电机技术
３７
双馈风力发电机最优控制方 Байду номын сангаас研究
范普成，王长松㈡匕京科技大学机械工程学院，北京１０８００３）
［摘要］大型并网风力发电机运行中要求发电机功率输出能快速跟踪给定值且电功率波动最小。本文在双
ｃｎｏ；ｅｔｒｏｔｌｏｔｌｖｃｏｎｏｒｃｒ
引言
风能作为一种可再生清洁能源，成为当今解决环境恶化、能源短缺问题最有效的途径之一，风力发电技术也日益被重视并得到了快速发展。目前大型并网风力发电机大都采用变速恒频（ａｉｂｅＳｅｄＶｒｌ．ｐｅａＣｎｔｎ．ｒｑｅｃ，Ｃ）制策略，低于额定风速阶ｏｓｔｅｕｎｙＶＳＦ控ａＦ段控制发电机的反力矩使风轮转速跟踪风速变化，保持最佳叶尖速比以获得最大风能；高于额定风速阶段通过改变桨叶节距角储存或释放部分能量，提高传动系统的柔性，输出功率更加平稳【。馈感应发电机使】双】具有机械应力小，噪音水平低，合宽范围变速运行，适可进行有功功率和无功功率独立调节，所需逆变器容

永磁同步风力发电机最大功率跟踪技术研究

２不控整流升降压斩波电路分析
以Ｂｃ — ｏｓＣｏｐｒｕｋＢｏｔｈｐｅ电路为例进行分析，如
流电压。与峰值线电压。。的关系为：
０２０
寺ｇａ ÷ 三ｌｋｉＳｐｉｅ
机定子相电压的关系为：
Ｃｏｐｒ电路的基础上，对其进行反向应用，推导出永磁同步风力发电机功率和Ｂｃ－ｏｓｈｐｅｈｐｅｕｋＢｏｔＣｏｐｒ
电路ＩＢ（缘栅双极晶体管）占空比的关系式。采用爬山搜索法对风力发电机最大功率进行搜索，ＧＴ绝
９一
电工电气（０Ｎ．２１ｏ５１）其中：Ｐ为空气密度，单位为ｋ／３为风机叶ｇｍ；Ｓ
片扫过的面积，单位为；为风速，单位为ｍｓ／；Ｃ
永磁同步风力发电机最大功率跟踪技术研究
图２中、Ｅ、Ｅ为发电机ａ、ｃ相定子感。、ｂ三应电动势；以、、与、Ｒ、Ｒ为发电机定子电。抗与电阻；ＸＸ＝ｂＬ与ＲＲ＝ａＸ＝＝；、为发电
通过对Ｂｃ — ｏｓＣｏｐｒｕｋＢｏｔｈｐｅ电路ＩＢ（缘栅ＧＴ绝
累，形成了以下几种常用的最大功率控制方法：风机转速计算出叶尖速比并构成叶尖速比闭环控制系统，如能一直保证＝作在最大功率点。也就保证了系统工
种是永磁同步风力发电机（ＭＷ）ＰＳＧ。双馈异步风力

探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制

探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制无刷双馈风力发电机是一种新型的风力发电机，其设计与控制技术对于提高风力发电机的效率和性能具有重要的意义。

本文将围绕无刷双馈风力发电机的设计原理、分析方法以及控制技术展开探讨，旨在提高读者对于这一新型风力发电技术的理解。

一、无刷双馈风力发电机的设计原理无刷双馈风力发电机是在传统的双馈风力发电机基础上进行了改进，其设计原理主要包括无刷化技术和双馈技术。

无刷化技术是指将传统双馈风力发电机中的差动转子绕组和励磁绕组由刷子式调速器改为电子式调速器，从而实现了发电机的无刷化运行，即无需使用碳刷和滑环，减少了摩擦损耗和维护成本，提高了发电机的可靠性和稳定性。

双馈技术是指在发电机的转子上设置一个差动绕组和一个励磁绕组，分别接通到转子外的两个变频器上，这样可以实现发电机的双馈运行，从而提高了发电机的自起动能力和低速区的发电效率。

无刷双馈风力发电机不仅具备了传统双馈风力发电机的优点，还具有了无刷化的优势，使得其在风力发电领域具有了更广阔的应用前景。

1. 发电机的结构设计无刷双馈风力发电机的结构设计主要包括转子结构、定子结构和冷却系统。

在转子结构设计上，需要考虑差动绕组和励磁绕组的布局，以及电子式调速器和转子温度的控制。

在定子结构设计上，需要考虑定子绕组的布局和传热系统，以及发电机的外部接线和绝缘系统。

在冷却系统设计上，需要考虑发电机在不同工况下的热特性，选择合适的冷却介质和冷却方式，以确保发电机在长时间运行中不会因发热而出现故障。

2. 发电机的电磁设计无刷双馈风力发电机的电磁设计是其设计的关键部分，主要包括磁场分析、电路设计和电磁计算。

在磁场分析中，需要通过有限元分析软件对发电机的磁场进行分析，以优化磁路设计和减小磁损。

在电路设计中，需要根据磁场分析结果设计差动绕组和励磁绕组的电路，以实现双馈运行和无刷化控制。

在电磁计算中，需要进行电磁场和热场的耦合计算，以验证发电机设计的合理性和可靠性。

变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制

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。

风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术研究

风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术研究一、概述随着全球对可再生能源需求的日益增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已经在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

风力发电系统的核心技术之一便是双馈感应发电机（DFIG）的矢量控制技术。

这种技术对于提高风能利用率和系统稳定性具有重要意义，对双馈感应发电机矢量控制技术的研究具有重要的理论和实践价值。

双馈感应发电机是一种变速恒频风力发电技术中的关键设备，其工作原理是利用风能驱动发电机转子转动，从而产生交流电。

由于风速的波动和不确定性，给风力发电系统的稳定运行带来了一定的挑战。

为了解决这个问题，双馈感应发电机矢量控制技术应运而生。

这种技术通过精确控制发电机的电流和电压的相位和幅值，实现对发电机输出功率的精确控制，从而优化风力发电系统的运行效率。

目前，双馈感应发电机矢量控制技术在风力发电系统中得到了广泛应用。

仍然存在一些问题需要解决，如控制策略的优化、不同风速下的控制效果、以及控制过程中可能出现的振荡等问题。

对双馈感应发电机矢量控制技术进行深入研究，具有重要的现实意义和理论价值。

本文旨在对风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术进行深入研究。

通过对双馈感应发电机的数学模型、控制策略、以及仿真实验等方面的分析，探讨双馈感应发电机矢量控制技术在风力发电系统中的应用及其优化。

本文的研究结果将为提高风力发电系统的效率和稳定性，推动风力发电产业的可持续发展提供有益的参考和借鉴。

本文还将关注双馈感应发电机在电网电压不对称条件下的运行问题。

电网电压的不对称性可能会对双馈感应发电机的运行产生不良影响，研究电网电压不对称条件下的双馈感应发电机矢量控制技术具有重要的实践意义。

通过对正序和负序定子磁链进行定向，推导出适应于电网电压不对称条件下的励磁矢量控制策略，实现对转子负序电流的有效控制，从而提高风力发电系统在电网电压不对称条件下的运行稳定性。

本文将全面分析双馈感应发电机矢量控制技术在风力发电系统中的应用，探讨其优化方法，以及解决电网电压不对称条件下的运行问题。

2MW双馈式风电机组最大功率追踪控制研究

追踪控制研究
２ＭＷ双馈式风电机组最大功率追踪控制研究
席文飞，刘峰２，孙彪，张佩（．内蒙古电力科学研究院，呼和浩特００２；１１００
２．内蒙古工业大学电力学院，呼和浩特００８）１００
ＤＦＧ０ｘｍｐｅｈｅｉｌｔｎＩｆｒｅａｌ．ｔｓｍｕａｉｍｏｅｓｅｅｏｅｕｉｇＳｏｄｌｉｄｖｌｐｄｓｎＰＣＡＤ／ＴＥＭＤＣａｅｎｈｂｓｄｏｔｅｓａｏ－ｕ．ｒｅｔｄｖｃｏｏｔｏｔｏ．ｉｇｔｅａｔｎｏａｉｂｅｐｔｈｃｎｒｌｎｅａｔｅｔｔｒｆｘｏｉｎｅｅｔｒｎｒｌｌｃｍｅｈｄＵｓｎｃｏｆｖｒａｌ．ｉｏｔｄｔｃｉｈｉａｃｏａｈｖｐｗｅｏｔｏｏｃｎｏｅｒｔｔｐｅｄｒｃｌｄｔｅｘｍｕｏｒ．ｈｅｕｔｆｏｒｃｎｒｌｔｏｔ１ｔｏａｅｓｅｄｉｉｅｔａｏｇｔａｍａｉｍｐｗｅＴｅｒｓｌｏｒｈｎｙｎｓ
［摘要］目前，以双馈感应风力发电机（ＩＤＦＧ）为主的风力发电机组在电力系统中所占比例比较大。本文
通过对风力机功率特性和双馈式风电机组最大风能追踪的研究，在分析双馈发电机数学模型和有功、无功功率解耦控制的基础上，应用ＰＣＤ￣ＭＴＳＡＤＣ对２ＭＷ双馈感应风力发电机进行系统建模，建立了基于发电机
ｔｒｉｅｅｅａｏｎｈｅｅｔｃｌｏｒｙｔｍａｐｅｅｔＴｉａｅａａｙｅｈｏｒｕｂｎｇｎｒｔｒｉｔｅｌｃｒａｐｗｅｓｓｅｉｔｒｓｎ．ｈｓｐｒｎｌｚｄｔｅｐｗｅｐｃａａｔｒｓｉｓａｄｔｅｍｅｈｄｏｘｍｕｗｉｄｅｅｇｒｃｉｇｂｓｄｏｅｍａｈｍａｃｌｄｌｈｒｃｅｉｔｎｈｔｏｆｃｍａｉｍｎｎｒｙｔｋｎａｅｎｔｔｅｔａａｈｉｍｏｅｏｅＤＦＧｎｅｄｃｕｌｇｃｎｒｌｆａｔｅａｄｒａｔ，ｐｗｅ．ｆｔＩａｄｔｅｏｐｉｏｔ０ｃｉｅｃｉｅｏｒｈｈｎｏｖｎ￣ｉｇｔｅｐａｅｅｓｏＭＷｎａｍｔｒｆ２ｈｒ

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ＥＥＴＲＣＤＲＶＥ２０Ｖｏ．８Ｎｏ１ＬＣＩＩ０８＿３１．２
电气传动
２００８年第３８卷第１期２
双馈风力发电机最大风能追踪策略的研究
谢桦，张德宏，姜久春（北京交通大学电气工程学院，北京１０４）００４
ｍａｈｍａｉａｄＩｎｔｏｔｏｔａｅｙａｅｃｎｉｍｅｙＭａｌｂＳｍｕｉｋ，ａｄｃｍｅｔｏｃｕｉｎｔｅｔｃｌｍｏｅｄｉｓｃｎｒｌｓｒｔｇｒｏｆｒｄｂｔ／ｉｌａａｎｎｏｏａｃｎｌｓｏ．
Ｋｅｒｓｗｉｄｐｗｅｅｅａｉｎ；ｏｂｙｆｄｉｄｃｉｎｇｎｒｔｒ（ｙｗｏｄ：ｎｏｒｇｎｒｔｏｄｕｌ —ｅｎｕｔｅｅａｏＤＦＩｏＧ）；ｔｅｓａｏ —ｌｘｏｉｎｅｈｔｔｒｆｕｒｅｔｄ；ｖｃｅ—
ＡｂｔａｔＴａｅｄｕｌ— ｅｎｕｔｎｇｎｒｔｒ（Ｉｓｒｃ：ｋｏｂｅｆｄｉｄｃｉｅｅａｏｏＤＦＧ）ａｘｍｐｅｏｍａｅｕｅｏｎｎｒｙｆｒｔｅｓｅａｌ，ｔｋｓｆｗｉｄｅｅｇｏｈ
ＸＩａＺＨＡＮＧ－ｏｇＪＡＮＧｉ－ｈｎＥＨｕ。Ｄｅｈｎ，ｉＪｕｃｕ

（ｃｏｌｆＥｅｔｃｌｎｚｅＨｇ，ｅｉｇＪａｔｎｎｖｒｉＢｉｉｇ１０４，ｈｎ）ＳｈｏｏｌｒａｇｎｅｎＢｒｎｉｏｏｇＵｉｅｓｙ，ｅｎ００４ＣｉａｃｉＥｔｊ
ｔｒｃｎｒｌｃｐｕｅｔｅｍａｉｍｎｎｒｙｏｏｔｏ；ａｔｒｈｘｍｕｗｉｄｅｅｇ
如何实现最大风能捕获以增加发电量的控制技术是风力发电发展的关键技术。风力发电机组在不同风速下有一个最佳运行转速，时风施加此给风力机的应力最小，风能捕获效率最高。因且此我们尽可能控制风力发电机组在这个最优运行转速下运行。本文将着重研究双馈风力发电机组，使其能在各种风速下跟踪最大的风能捕获曲
ｈｇｉｔａｄｉｃｅｓｅｅａｉｇｃｐｃｔ，ｔｅｓｓｅｓｒｃｕｅａｄｐｒｓｏｔｅｔａｄｌｏｉｈｌｍｉｎｎｒａｅｇｎｒｔａａｉｎｙｈｙｔｍｔｕｔｒｎａｔｆｍａｈｍａｉｌｍｏｅｆＤＦＩｃＧｗｅｅｉｔｏｕｅｔｅｐｉｃｐｅａｄｐｏｅｓｏａｔｒｈｘｍｕｗｉｄｅｅｇｒｎｌｚｄ，ａｄｔｅｃｎｒｌｒｎｒｄｃｄ，ｈｒｉｌｎｒｃｓｆｃｐｕｅｔｅｍａｉｍｎｎｒｙｗｅｅａａｙｅｎｎｈｏｔｏｓｒｔｇｆｖｃｏｏｔｏｆｔｅｓａｏ —ｌｘｏｉｎｅｓｇｖｎｔａｒｕａｔｒｈｘｍｕｗｉｄｅｅｇｔａｅｙｏｅｔｒｃｎｒｌｈｔｔｒｆｕｒｔｄｗａｉｅｏｃｒｙｏｔｃｐｕｅｔｅｍａｉｍｎｎｒｙｏｅ
中图分类号：Ｍ３５Ｔ１文献标识码：Ａ
ＲｅｅｒｈｏｐｕｅｔａｉｕｉｄＥｎｅｇｆＷｉｄＧｅｒｔｏｔＦＩｓａｃｎＣａｔｒｈｅＭｘｍｍＷｎｒｙｏｎｎｅａｉｎｗｉｈＤＧ
摘要：以双馈风力发电机为例，了最大限度利用风能，加风力发电机组发电量，要介绍了双馈风力为增简发电系统结构及其部分数学模型，析了最大风能追踪的机理及最大风能追踪的实现过程，给出了采用双分并馈电机定子磁链定向的矢量控制策略实现最大风能追踪的方法。最后利用Ｍａｌ／ｉｌｋ对控制策略的ｔｂＳｍｕｉａｎ可行性进行仿真验证并得出该方案可行的结论。关键词：力发电；馈电机；子磁链定向；量控制；大风能追踪风双定矢最
线，大限度地利用风能，最以增加发电量。
ｏａｉｂｅｓｅｄｃｎｔｎｒｑｅｃ（ＣＦ）ｗｉｄｇｎｒｔｎｓｓｅｗｉｈＤＦＧ．Ｆｎｌ，ｔｅｖｌｉｙｏｈｆｖｒａｌｐｅｏｓａｔｆｅｕｎｙＶＳｎｅｅａｉｙｔｍｔＩｏｉａｌｙｈａｉｔｆｔｅｄ