基于FPGA-CPU的双馈风电系统异步协同仿真 被引量：5

1

作者 杨光绕 郝正航 +3 位作者 陈卓 陈湘萍 张裕 何朴想 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期72-81,共10页

为实现双馈风电系统的并网及暂态实时仿真,研究了一种基于现场可编程门阵列(fieldprogrammablegate array,FPGA)与CPU协同仿真的多速率并行实时仿真方法。使用开关函数法对双馈风电系统中“背靠背”换流器建模并进行资源优化,基于PWM均... 为实现双馈风电系统的并网及暂态实时仿真,研究了一种基于现场可编程门阵列(fieldprogrammablegate array,FPGA)与CPU协同仿真的多速率并行实时仿真方法。使用开关函数法对双馈风电系统中“背靠背”换流器建模并进行资源优化,基于PWM均值化原理完成不同步长系统之间的模型分割。利用FPGA运行速率高的优点,以200 ns的步长实现了“背靠背”换流器的小步长仿真。面向有源配电网实时仿真的需求,实现了FPGA与自主研发的实时仿真机(universal real-time experimental platform, UREP)的200 ns/50μs并行协同仿真。通过与Simulink离线仿真结果对比,同时分析模型优化前后的FPGA资源消耗情况,验证了协同仿真的实时性与准确性,可为各类风电系统的并网及暂态研究提供技术参考。 展开更多

关键词 现场可编程门阵列(FPGA) 双馈风电系统 实时仿真 多速率仿真 异步协同

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双馈感应式风电场电网友好型功率控制系统技术改造

2

作者 徐荣鹏 王阳 +3 位作者 王超 张静 杨文中 胡海燕 《广东电力》 北大核心 2024年第6期43-52,共10页

当前我国电网新能源装机渗透率高,迫切需要光伏电站、风电场深度参与电网调峰、调压,为此分析目前双馈感应式风电场功率控制系统结构复杂、功能重叠、信息传递环节多、故障率高、控制策略落后的现状,论证双馈感应式风电场进行电网友好... 当前我国电网新能源装机渗透率高,迫切需要光伏电站、风电场深度参与电网调峰、调压,为此分析目前双馈感应式风电场功率控制系统结构复杂、功能重叠、信息传递环节多、故障率高、控制策略落后的现状,论证双馈感应式风电场进行电网友好型功率控制系统技术改造的必要性、可能性,提出包括优化系统结构、改进控制策略、简化通信网络、充分发挥双馈风电机组优良的有功/无功控制能力等各项改进措施,并以双馈感应式风电场功率控制系统技术改造实例加以说明,同时对新能源电站是否必须加装无功补偿装置进行讨论。性能验收试验表明,改造后的风电场功率控制系统无需配置无功补偿装置,其各项技术指标优于国家技术标准。该项技术的应用有利于电网的安全、稳定、经济运行,在新建风电场推广可降低造价昂贵的一次性投资,减少运行损耗,具有一定的社会效益和经济效益。 展开更多

关键词 双馈感应式风电场 快速频率响应 电网友好型功率控制系统 可调速解耦发电系统 电压灵敏度

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基于CPU-FPGA混合步长实时仿真的资源优化方法

3

作者 杨玉杰 郝正航 陈卓 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期43-50,共8页

随着大量的高频电力电子设备接入电网系统,基于CPU实时仿真器由于串行计算的原因难以实现更小步长的仿真计算,采用基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)与CPU混合步长仿真逐步成为研究热点。然而在含有大量分布式... 随着大量的高频电力电子设备接入电网系统,基于CPU实时仿真器由于串行计算的原因难以实现更小步长的仿真计算,采用基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)与CPU混合步长仿真逐步成为研究热点。然而在含有大量分布式电源的电力系统中,FPGA的资源消耗成为了仿真规模的限制因素。针对这一问题,提出了一种适用于CPU-FPGA联合实时仿真的资源优化方案,搭建了电力系统暂态联合实时仿真平台。以双馈风电系统为例,将整个系统划分为CPU部分与FPGA部分,两部分之间以千兆以太网进行异步通信,在FPGA部分内使用优化后的仿真流程以此降低对硬件资源的占用率。最后,通过实时仿真结果与Simulink离线仿真和传统仿真模型进行比较,证明采取该方式能在保证仿真精度的前提下有效减少对FPGA资源的消耗。 展开更多

关键词 混合步长仿真 FPGA资源优化 双馈风电系统 Simulink离线仿真

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基于蒙特卡洛法风电场谐波叠加可靠性评估 被引量：2

4

作者 王嘉毅 张延迟 +2 位作者 杨宏坤 徐祥平 高海凌 《电器与能效管理技术》 2015年第22期52-58,共7页

为了应对风电场谐波电流相位的离散性,提出了一种风电场谐波电流叠加的可靠性评估方法。在风电场风机谐波相位分布分析的基础上,结合单机组的谐波幅值概率模型,使用大量的实测数据相应地建立了可靠的统计模型。通过蒙特卡洛法多次对风... 为了应对风电场谐波电流相位的离散性,提出了一种风电场谐波电流叠加的可靠性评估方法。在风电场风机谐波相位分布分析的基础上,结合单机组的谐波幅值概率模型,使用大量的实测数据相应地建立了可靠的统计模型。通过蒙特卡洛法多次对风电场各机组输出的谐波电流幅值和相位进行模拟和统计计算,试验求解风电场内出现叠加效应最强情况,有效评估出最坏状况以及均值,回避了风电场并网点谐波的不确定性问题,具有直接解决问题的能力。仿真表明,建立风电场谐波统计模型具有工程实际意义,通过蒙特卡洛法模拟叠加状况具有一定的可靠性。 展开更多

关键词 风电场 双馈风力发电系统 谐波电流相角 概率分布 蒙特卡洛法

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基于PSCAD的变速恒频双馈风电系统动态模型仿真 被引量：2

5

作者 田书 王泾良 李凯 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第5期655-659,共5页

为了建立双馈风电系统的动态仿真模型,根据abc-dq坐标变换得到了同步坐标系下双馈电机定、转子解耦数学模型,采用定子侧电压定向矢量控制,转子测定子磁链定向矢量技术,并引入滞环控制环节,研究了风速变化和电网电压跌落情况下双馈风电... 为了建立双馈风电系统的动态仿真模型,根据abc-dq坐标变换得到了同步坐标系下双馈电机定、转子解耦数学模型,采用定子侧电压定向矢量控制,转子测定子磁链定向矢量技术,并引入滞环控制环节,研究了风速变化和电网电压跌落情况下双馈风电机组的运行特点.利用PSCAD软件建立了双馈风力发电机组的模型并进行仿真分析,结果表明,通过矢量控制可以改善系统的低电压穿越能力,验证了该控制方案和仿真模型的正确性和有效性. 展开更多

关键词 双馈风电系统 PSCAD 矢量控制 动态仿真 滞环控制

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基于风力涡轮机和双馈感应发电机的风力发电系统仿真与分析

6

作者 张静静 魏诗雨 +2 位作者 杨非凡 范永胜 王磊 《河北建筑工程学院学报》 CAS 2023年第3期182-188,共7页

风力发电在绿色能源持续发展方面占有极大市场,对于风机的研究也逐渐深入。为了实现对风能发电过程的更高效监控,本文以风力涡轮机和双馈感应发电机系统过程的建模为基础,对风力发电机的基本原理作了简单阐述。利用MATLAB/Simulink建立... 风力发电在绿色能源持续发展方面占有极大市场,对于风机的研究也逐渐深入。为了实现对风能发电过程的更高效监控,本文以风力涡轮机和双馈感应发电机系统过程的建模为基础,对风力发电机的基本原理作了简单阐述。利用MATLAB/Simulink建立风能发电模型,并在风速变化条件下对风力发电系统的重要参数进行仿真分析,观测电机转速与风速之间的跟踪关系,验证双馈策略在风电场模型中的有效性。 展开更多

关键词 风力涡旋机 双馈感应发电机 SIMULINK建模 风力发电系统

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双馈式风电机组传动系统动态特性研究 被引量：1

7

作者 程传玉 《能源工程》 2015年第4期34-39,共6页

针对双馈式风电机组柔性传动系统运行稳定性问题,采用集中参数质量法建立风电机组柔性传动模型,在考虑外部风载、齿轮副啮合刚度、啮合阻尼和综合啮合误差激励条件下,建立了齿轮箱内部各级齿轮副动力学方程;以市场成熟的1.5MW双馈式风... 针对双馈式风电机组柔性传动系统运行稳定性问题,采用集中参数质量法建立风电机组柔性传动模型,在考虑外部风载、齿轮副啮合刚度、啮合阻尼和综合啮合误差激励条件下,建立了齿轮箱内部各级齿轮副动力学方程;以市场成熟的1.5MW双馈式风电机组为计算对象,计算了柔性传动系统固有频率和齿轮箱各级齿轮动态啮合力;通过雨流计数法对齿轮动态啮合力进行数据分析,研究了传动系统运行稳定性。研究结果表明,齿轮副啮合力呈现高频波动,具有很强的时变特性,通过雨流计数分析,动态啮合力幅值与频次成正态分布规律;传动系统一阶扭转振动频率与风轮面内一阶摆阵频率偏差为6.8%,通过降低主轴质量约9.5%,提高了传动系统一阶扭转频率约11.5%,与风轮面内一阶摆阵频率偏差达16.4%。研究结果可为风电机组传动系统设计、轴承寿命计算和可靠性研究提供参考。 展开更多

关键词 双馈式风电机组 柔性传动系统 动态特性 稳定性

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双馈风力发电系统终端滑模控制研究 被引量：8

8

作者 吴忠强 马宝明 庄述燕 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期94-100,共7页

针对双馈风力发电系统最大风能跟踪与功率解耦问题,采用非线性逆系统方法实现反馈线性化和解耦。考虑建模误差和系统参数变化等影响,利用核岭回归支持向量机(SVM)方法来辨识逆系统,并在线调整自适应参数,对解耦后的双馈发电机系统设计... 针对双馈风力发电系统最大风能跟踪与功率解耦问题,采用非线性逆系统方法实现反馈线性化和解耦。考虑建模误差和系统参数变化等影响,利用核岭回归支持向量机(SVM)方法来辨识逆系统,并在线调整自适应参数,对解耦后的双馈发电机系统设计终端滑模控制器。分析结果表明,系统状态实现了有限时间收敛,具有较好的动态特性,且有功功率和无功功率实现了解耦控制。仿真结果验证了该方法对双馈风力发电系统控制的可行性和有效性。 展开更多

关键词 双馈风力发电机 逆系统 支持向量机 终端滑模 解耦

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风/储系统低电压穿越策略仿真研究 被引量：5

9

作者 朱建红 顾菊平 邱天博 《电网与清洁能源》 北大核心 2016年第9期89-95,共7页

新能源在电网中比例的增加滋生了电网不稳定因素,并网的风电系统必须具备一定低电压穿越能力。文章针对中小型的分布式风力发电系统展开研究,结合储能系统技术开发,使其在风电领域并网关键技术中的应用推广成为可能。文章首先对双馈风... 新能源在电网中比例的增加滋生了电网不稳定因素,并网的风电系统必须具备一定低电压穿越能力。文章针对中小型的分布式风力发电系统展开研究,结合储能系统技术开发,使其在风电领域并网关键技术中的应用推广成为可能。文章首先对双馈风力发电系统并网运行过程中电网电压突然跌落时出现的问题进行分析。其次在剖析双馈发电及背靠背变换器的数学模型基础上针对电网电压跌落时的情况,直流母线处引进储能系统,设计双向直流变换器,提高系统低电压穿越的能力。最后通过PSCAD/EMTDC仿真软件对单crowba(r撬棒电路)及加储能风电混合系统在带缓冲及不带缓冲的系统平台上进行低电压穿越实验分析,得出带缓冲的储能组合结构更能抵制低电压穿越,也验证了系统设计的合理性。 展开更多

关键词 双馈风力发电系统 储能 双向DC/DC控制器 低电压穿越

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电力系统稳定器对风电系统低频振荡抑制研究 被引量：5

10

作者 汪玉凤 李晓博 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第11期31-34,38,共5页

提出在双馈感应发电机(DFIG)的变流器控制系统中加入电力系统稳定器(PSS)的方法抑制风电并网的低频振荡现象。针对工业生产中实际应用的风电并网系统,以DFIG作为风电机进行建模研究,建立了完整的风电并网系统模型,分析了风电并网低频振... 提出在双馈感应发电机(DFIG)的变流器控制系统中加入电力系统稳定器(PSS)的方法抑制风电并网的低频振荡现象。针对工业生产中实际应用的风电并网系统,以DFIG作为风电机进行建模研究,建立了完整的风电并网系统模型,分析了风电并网低频振荡的产生过程。在DFIG的变流器控制系统中采用电力系统稳定器抑制系统低频振荡,通过时域数值分析法和特征值分析法验证了在并网系统中加入电力系统稳定器对低频振荡的抑制效果。仿真实验结果表明:使用电力系统稳定器能有效地抑制风电并网的低频振荡现象,提高并网系统稳定性。 展开更多

关键词 电力系统稳定器 双馈感应发电机 风电并网 风电系统低频振荡抑制

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基于E-Wind Turbine实验平台的风力发电控制系统 被引量：3

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作者 高哲 汪沛 +1 位作者 赵艳华 刘婷 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2015年第7期91-95,共5页

风力发电系统具有规模大、实际现场培训成本高、危险系数高等特点,因此基于风力发电仿真设备的风力发电控制研究是十分必要的。以E-Wind Turbine实验平台为例,详细介绍了变速、变桨距双馈风力发电系统实验平台的构成与控制策略的实现方... 风力发电系统具有规模大、实际现场培训成本高、危险系数高等特点,因此基于风力发电仿真设备的风力发电控制研究是十分必要的。以E-Wind Turbine实验平台为例,详细介绍了变速、变桨距双馈风力发电系统实验平台的构成与控制策略的实现方法。基于S7-1200系列的PLC控制器,利用PORTAL STEP 7集成开发环境,实现了风机的偏航、转速控制以及功率控制。仿真实验结果表明,设计的风力发电控制系统可以有效地模拟实际风力发电机的各种控制要求,为风力发电控制策略的研究提供了一种有效手段。 展开更多

关键词 双馈风力发电系统 E-wind Turbine实验平台 变速变桨距 S7-1200系列PLC

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基于混合型模糊PI控制的双馈风力发电网侧变流器仿真研究

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作者 谢峥 马相女 徐腾腾 《通信电源技术》 2018年第4期1-3,共3页

通过Matlab/Simulink搭建了基于混合型模糊PI控制的网侧变流器仿真模型,并与传统PI控制策略和常规修正PI参数的模糊控制策略分别进行对比分析,表明混合型模糊PI控制器较PI控制器较常规修正PI参数的模糊控制器超调量更小、响应速度更快... 通过Matlab/Simulink搭建了基于混合型模糊PI控制的网侧变流器仿真模型,并与传统PI控制策略和常规修正PI参数的模糊控制策略分别进行对比分析,表明混合型模糊PI控制器较PI控制器较常规修正PI参数的模糊控制器超调量更小、响应速度更快。最后,针对不同电流阶跃工况,对混合型模糊控制器的抗干扰性能进行仿真验证。仿真结果表明,在不同工况下,混合型模糊控制器性能依然稳定,证明其具有良好的抗干扰性能。 展开更多

关键词 双馈风力发电系统 网侧变流器 混合型模糊PI控制 动态性能 抗干扰性能

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