双馈风力发电控制技术的分析与研究
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。
双馈式风力发电机结构原理及功率分析
双馈式风力发电机结构原理及功率分析1 双馈式风力发电机的结构双馈发电机（Doubly—Fed Induction Generator，简称DFIG）最初的设想来自于一位英国学者，是在自级联异步电机的基础上发展出来的。
其在结构上与绕线异步电机较为类似，由于其转子和定子两部分都能馈入或馈出能量，因此得名“双馈”，同时，由于双馈式发电机是通过转子来产生交流磁场，所以，双馈式发电机也被形象的称为交流励磁发电机。
双馈式发电机的结构一般是由转子、定子和气隙三个组成的。
在双馈式电机定子的铁心上，均匀的分布着同形状的凹槽，它的主要作用就是用来嵌入定子绕组，使得通过定子的三相电流能够产生旋转磁场，同样，在转子中也有嵌入用绝缘导线组成的三相绕组，如图1，从示意图中可以清楚的看到，转子上引出的三相线先连接到位于转轴上的集电环上，然后再由电刷引出。
一般情况下，定子是直接接到工频电网上，而转子则通过变换器连接到电网上，以用于转子进行交流励磁用。
2 双馈式风力发电机的原理双馈式电机交流励磁变速恒频发电系统图2所示即为双馈式发电机交流励磁变速恒频发电系统的基本组成示意图。
图的最左端为风机的桨叶，当桨叶通过风力的推动转动时，连杆经过齿轮箱的变速后带动发电机转动。
当风速发生变化时，势必带动发电机的转速发生变化，此时，可以通过变频器有针对的控制输入到转子侧的励磁电流的频率，来改变转子磁场的旋转速度，这样，就能使定子侧感应出同步转速，将变速恒频发电变为现实。
n+(-)60f1/p=60f2/p要保持电网的频率不发生变化，我们可以通过控制转子的电流频率，即f1来确保f2恒定不变，达到变速恒频的目的。
当发电机的转速小于同步转速，即ωr<ω1时，整个发电机处于亚同步状态，在此状态下，通过励磁变频器，电网向发电机的转子提供交流励磁，补偿其转差功率，由定子向电网馈出电能；当发电机的转速大于同步转速，即ωr>ω1时，该发电机处于超同步状态之下，在此状态下，同样通过励磁变换器，转子回路向电网馈出电能，励磁变换器的能量方向与亚同步状态下相反，同时，定子回路也向电网馈出电能；当发电机的转速与同步转速相等，即ωr=ω1时，此时可以看作普通的同步电机，式2—1中fr=0，变流器向转子提供直流励磁。
双馈式风力发电机的轴电流分析及防范措施研究
双馈式风力发电机的轴电流分析及防范措施研究张黎峰摘要：双馈异步风力发电机是目前风力发电系统中广泛使用的机型之一。
它主要通过变流器对双馈发电机转子电流的控制，以达到与风电机组机械部分运行特性匹配、提高风能的利用效率及改善供电质量的目的，具有变流器容量小、体积小、成本低等优点。
本文通过对发电机组轴承早期损坏的原因、双馈式发电机组工作时产生轴电流的原因以及改善措施、双电平转子部分变流器产生高次谐波的原因以及改善措施进行了广泛讨论，提出了切实可行的工程实际措施，以期达到延长轴承寿命、减小轴承电流的目的。
关键词：风力发电机；双馈式；轴电流分析；措施1轴电流引起的轴承损坏原因分析1.1轴电流导致的烧蚀现象轴电流流过轴承会产生电化学腐蚀及电烧蚀作用，瞬间放电释放的热量会造成润滑脂成分变性、恶化并使轴承滚道上产生搓板纹形损伤，逐渐引起轴承失效。
这也是除因机械维护不当造成轴承损坏之外的另一类主要问题，即轴电流导致的轴承损坏。
大部分因机械维护不当造成的轴承失效现象都可以通过一定的维护手段和状态监控操作得以避免，而轴电流引起的轴承损害却不能采取类似的方法来消除。
1.2轴电流产生的主要原因轴电流产生的主要原因是变流器产生的共模及差模电压。
双馈式风力发电机的变流器有两台，一台设置于发电机的定子部分，一台设置于发电机的转子部分。
发电机的转子是三相绕组，通过三个滑环与变流器连接。
尖峰电压可以轻易地通过发电机转子绕组与轴之间的分布电容，使轴与地之间产生高电位，这是轴电压通过轴承的阻抗转为轴电流的一个主要原因。
1.在轴承滚动体及滚道间，电流与润滑油中的残酸及水分，形成电化学腐蚀。
由于滚动轴承的接触基本上是点接触，电流密度较大，这时，会产生局部较大强度的电化学腐蚀。
2.由于油膜是不导电的，即使润滑油中混有水分及残酸，电阻率仍然是较高的。
滚动轴承过渡润滑的结构导致形成的油膜不稳定，接触电阻随着轴转动忽大忽小，导致间歇放电，引起轴承滚道的电火花烧蚀。
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。
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。
浅析双馈式风力发电机低电压穿越技术
浅析双馈式风力发电机低电压穿越技术一、双馈式风力发电机简介双馈式风力发电机是一种能有效调节转子速度的风力发电机，其主要特点是在转子绕组中引入了一个次级电流，较大地提高了发电机的转矩与功率因数，从而提高了风力发电机的整体性能。
与传统的固定式风力发电机相比，双馈式风力发电机有着更高的风能利用效率和更好的低电压穿越能力。
其工作原理主要是通过定子绕组的多级变压器和双馈路，使得风力发电机能够在较低的电网电压下继续运行，从而提高了风电的可靠性和稳定性。
1. 低电压穿越现象在一些特殊情况下，比如电网故障或者风速急剧下降等情况下，风力发电系统所接入的电网电压可能急剧下降，甚至出现短暂的停电情况。
针对这种情况，传统的固定式风力发电机可能因为电网电压下降而无法继续正常运行，甚至发生机组停机。
而双馈式风力发电机则能够通过其特有的双馈路和多级变压器的设计，使得发电机能够在较低的电网电压下继续运行，从而避免了由于电网电压下降而引起的停机现象，提高了风力发电系统的可靠性。
双馈式风力发电机低电压穿越技术的主要原理是通过其次级电流的调节，使得风力发电机能够在电网电压下降的情况下，自动地调节转子速度和输出功率，以保证发电机的安全稳定运行。
具体来说，当电网电压下降时，通过次级电流的调节，可以在一定程度上提高转子的磁场励磁，从而提高发电机的输出功率，使得风力发电系统在低电压情况下仍能够继续正常运行。
双馈式风力发电机低电压穿越技术具有以下几点优势：（1）提高了风力发电系统的可靠性和稳定性。
在电网电压下降的情况下，双馈式风力发电机可以通过调节次级电流和转矩，使得发电机能够在较低的电网电压下继续运行，避免了由于电网电压下降而引起的停机现象，提高了风力发电系统的可靠性。
（2）提高了风能的利用效率。
通过低电压穿越技术，双馈式风力发电机可以在较低的电网电压下继续正常运行，保证了风能的稳定利用，提高了风力发电系统的整体性能。
（3）降低了对电网的影响。
双馈风力发电机及控制原理
双馈风力发电机及控制原理1. 引言随着环境保护和可再生能源的重要性越来越被人们所认识，风力发电作为一种清洁能源发电方式受到了广泛的关注。
双馈风力发电机作为一种较为常见的风力发电机类型，具有较高的效率和可靠性，被广泛应用于风力发电场。
本文将介绍双馈风力发电机及其控制原理，以帮助读者更好地理解和应用双馈风力发电机技术。
2. 双馈风力发电机原理双馈风力发电机是由风力发电机、功率变换装置和控制系统组成的。
其工作原理如下：1.风力发电机：风力发电机是将风能转化为机械能的装置。
其主要部件有叶片、轴承、传动装置等。
当风经过叶片时，叶片会受到空气的推力，使得转子旋转，进而驱动主轴转动。
2.功率变换装置：功率变换装置将发电机产生的机械能转化为电能，并连接到电网中。
双馈风力发电机使用的是双馈变流器，它包括一个转子侧变频器和一个电网侧变频器。
转子侧变频器将转子输出的电能转化为交流电，并传输到电网侧变频器。
电网侧变频器则将交流电转化为电网所需的电能，并与电网进行连接。
3.控制系统：控制系统是对双馈风力发电机进行监测和控制的装置。
它通过传感器将双馈风力发电机的状态信息传输给控制器，控制器根据预设的运行参数对发电机进行调控。
例如，控制器可以根据风速变化调整发电机的转速，以最大限度地提高发电机的效率。
3. 双馈风力发电机的优势相比于其他类型的风力发电机，双馈风力发电机具有以下几个优势：•高效率：双馈风力发电机在部分负载工况下能保持较高的效率，有效提高了发电机能量转换的效率。
•抗风干扰能力强：双馈风力发电机控制系统具有较强的抗风干扰能力，能够稳定运行并输出稳定的电能。
•可靠性高：双馈风力发电机采用的双馈变流器能够有效避免发电机因电网故障等原因引起的故障，提高了发电机的可靠性。
4. 双馈风力发电机控制原理双馈风力发电机控制系统主要通过控制器对发电机的调速、电压和功率进行控制。
其控制原理如下：1.风速检测和采集：通过风速传感器检测风速，并将风速数据传输给控制器。
双馈感应风力发电机直接转矩控制的研究
中图分类号 ： Ｍ３ Ｔ １
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６ ４ １ （０ ０） — ０ １０ １０ — ３ １２ １ ０ ０ ６ — １ ４
Ｄ Ｃ控 制 策 略通 过 查 表 来 实 现 ＿ 由磁 链 与 转 矩 的滞 环 调 节 器 Ｔ １ ｌ ， 相 当前人 类发 展 所 共 同 面 临 的 两 大 问 题 ： 是 能 源 枯 竭 ， 煤 炭 、 的输 出来 决 定 逆 变 器 开 关 状 态 的 选 择 。 一 旦 开 关 状 态 被 估 计 出 ， 一 如 石 油和 天然 气 等 常 规 能 源 储 量 日益减 少 ； 二是 生 态 环 境 的恶 化 。 基 应 的 电压 矢 量 加 在 转 子 侧 ， 会 改 变 转子 磁 链 。 电压 矢 量 的切 线 分 将 于 上 述 的两 大 问题 ， 发 和 利 用 可 再 生 无 污 染 能源 对 于 人 类 生 存 环 量决 定 转 矩 ， 向 分量 决 定 磁 链 的幅 值 。 开 径 境的改善意义重大 ， 力发 电是大规模利用风能最经济 的方式。因 风 ２ 控 制 系统 仿 真 模 型 此， 国内外都很重视风能的开发利用。 目前 ， 在风力发 电领域 ， 双馈 转矩 与磁链计算 电机 的应 用 逐 渐 占有 重 要 地 位 ， 用 它 可 以 充 分 利 用 风 能 ， 能 根 使 它 为 实现 直 接 转 矩 控 制 ， 转矩 调 节 器 与磁 链 调 节器 需 要 转 矩 与 磁
理 得 出 双 馈 发 电 机 的 等 效 电 路 。 有磁 链 模 块 ， 转矩 模 型模 块 ， 链 调 节 模 块 ， 矩 调 节模 块 共 同 建 立 磁 转
由 电路 图 得 定 、 子 的有 功 的模 型 。 转 功 率 和 无 功 功率 的表 达 式 如 下 ： ３ 仿 真 结果 ＝Ｕ２ （ ｓ 百１ Ｒ 双馈 风力发 电机利 用坐标变换 的数学 表达式 ， 参数如 下 ： 功率
变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术研究
变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术研究摘要：双馈电机变速恒频（VSCF）风力发电系统，是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的。
该文在分析双馈电机运行原理和励磁控制方法的基础上，设计和构建了基于80C196MC单片机的VSCF双馈风力发电机的励磁控制试验系统。
对变速恒频控制、恒压控制、并网控制以及亚同步速、同步速和超同步速三种不同运行状态之间的动态转换控制技术，进行了试验研究，为兆瓦级变速恒频双馈风力发电机励磁控制系统的设计奠定了基础。
关键词：风力发电机；变速恒频；双馈；励磁控制1.引言风力发电以其无污染和可再生性，日益受到世界各国的广泛重视，近年来得到迅速发展。
采用双馈电机的变速恒频风力发电系统与传统的恒速恒频风力发电系统相比具有显著的优势，如风能利用系数高，能吸收由风速突变所产生的能量波动以避免主轴及传动机构承受过大的扭矩和应力，以及可以改善系统的功率因数等。
变速恒频双馈风力发电系统的核心技术是基于电力电子和计算机控制的交流励磁控制技术。
尽管可采用理论分析和计算机仿真对变速恒频风力发电系统控制技术进行研究，然而由于仿真模型及其参数的非真实性和控制算法的非实时性，仿真研究往往难以代替模拟系统的试验研究。
本文在分析双馈电机运行原理和励磁控制方法的基础上，设计和构建了基于80C196MC单片机的VSCF双馈风力发电机的励磁控制试验系统，并对其控制技术进行了系统的试验研究。
2.VSCF风力发电机的工作原理2.1 双馈电机的VSCF控制原理VSCF风力发电系统主要由风力机、增速箱、双馈发电机、双向变流器和控制器组成，其原理框图如图1。
双馈发电机的定子绕组接电网，转子绕组由具有可调节频率的三相电源激励，一般采用交-交变流器或交-直-交变流器供电。
双馈发电机可在不同的转速下运行，其转速随风速的变化可作适当的调整，使风力机的运行始终处于最佳状态，以提高风能的利用率。
当电机的负载和转速变化时，通过调节馈入转子绕组的电流，不仅能保持定子输出的电压和频率不变，而且还能调节发电机的功率因数。
论述双馈式风机的发电原理与发展
论述双馈式风机的发电原理与发展1. 引言1.1 双馈式风机简介双馈式风机是一种常用于风电场的风力发电设备，其采用了双馈式发电机。
双馈式风机由风轮、轴、叶片、齿轮箱、发电机等部件组成。
双馈式发电机是其核心部件，具有双馈转子的结构，即转子的外部和内部都设有正常运行所需的磁场。
在风力发电中，风轮通过叶片吸收风能，转动轴带动发电机发电，最终将风能转化为电能。
双馈式风机相较于普通风机具有更高的效率和更稳定的运行性能。
其双馈发电机可以调节转子的磁场，使得发电机能够在不同风速下保持较高的效率。
双馈式风机还具有更好的抗风压性能和抗扰动性能，能够在复杂的气候条件下稳定运行。
双馈式风机是一种先进的风力发电设备，具有较高的效率和稳定性，被广泛应用于风电场。
随着风电产业的发展，双馈式风机将在未来继续发挥重要作用。
1.2 双馈式风机发电原理双馈式风机发电原理是指利用风能驱动风机叶轮旋转，通过发电机转子和风机叶轮之间的双馈转子系统实现功率的传递和控制。
双馈式风机通过双馈装置将转子产生的功率分为两部分，一部分直接通过定子绕组转换成电能输出，另一部分则通过转子绕组外接变流器实现功率的调节和控制。
在风机转速变化时，双馈转子系统可以根据风速的变化调节转子绕组的电压和频率，使风机在不同风速下都能保持稳定的输出功率。
双馈式风机的发电原理不仅提高了发电效率，还提高了风机的稳定性和可靠性，是目前风电行业中广泛应用的一种发电方式。
通过双馈转子系统的优化设计和先进控制技术，双馈式风机可以更好地适应不同的工况和环境，为风电行业的发展提供了有力支撑。
2. 正文2.1 双馈式风机的结构特点1. 双馈装置：双馈式风机的关键特点之一是其采用了双馈装置，即在风机发电机的转子上设置了两组定子绕组，一组是与转子相连的直接驱动绕组，另一组是通过变压器与电网相连的可调速绕组。
这种设计能够有效地提高系统的动态响应能力和发电效率。
2. 变桨机构：双馈式风机通常配备了可变桨叶机构，通过调节桨叶的角度来控制风机的叶片载荷和转速，从而实现对风机运行状态的精准控制。
双馈风力发电机运行控制及其空间矢量分析
双馈风力发电机运行控制及其空间矢量分析双馈风力发电机（Doubly Fed Induction Generator，DFIG）是一种常用于风力发电中的发电机，具有高效、稳定、可靠等特点。
这种发电机的运行控制对于提高风力发电效率、保障电网稳定运行具有非常重要的意义。
因此，本文将从双馈风力发电机的基本原理入手，对其运行控制进行分析，最后进行空间矢量分析，以期能够更深入地理解双馈风力发电机运行的基本原理及其控制方法。
一、双馈风力发电机的基本原理双馈风力发电机是一种异步发电机，其转子采用鼠笼型结构形式，由于采用了双馈结构，因此可以在一定程度上控制发电机的转速和输出功率。
双馈风力发电机主要由定子和转子两部分组成，其中定子由三相绕组和定子铁心组成，转子由三相鼠笼型转子和转子铁心组成。
在风力发电机运行过程中，风轮叶片转动带动发电机转子旋转，同时定子中的绕组接收到控制系统输出的三相交流电源，形成旋转磁场，使得转子内部产生电流。
但是，由于转子电流是通过转子与定子之间的转子定子绕组之间相互耦合进行调节的，因此双馈风力发电机可以实现在一定范围内调节转速和输出功率的目的。
二、双馈风力发电机的运行控制1、转速控制转速控制是双馈风力发电机运行控制的一个重要组成部分，常见的转速控制方法包括半导体功率调节和桥臂绕组控制。
其中，半导体功率调节是指通过调节发电机中的半导体设备电路来改变发电机输出的有功功率，从而控制发电机的转速；而桥臂绕组控制则是指通过调节发电机中的桥臂绕组来实现发电机的转速控制。
2、无功控制无功控制是指在保证有功输出一定的情况下，通过调节发电机产生的无功功率来控制电网电压的稳定。
一般来说，无功控制可以分为定常无功控制和暂态无功控制两种。
其中，定常无功控制是指在发电机输出功率不变的情况下，通过调节发电机产生的无功功率来控制电网电压稳定；而暂态无功控制则是指当电网电压发生暂态变化时，通过双馈风力发电机的控制系统进行调节，以保护电网的稳定性，同时保证发电机的安全运行。
双馈风力发电机发电原理及技术完善探析
双馈风力发电机发电原理及技术完善探析发表时间：2016-04-21T09:41:18.190Z 来源：《电力设备》2015年第10期供稿作者：张波[导读] 内蒙古华电新能源分公司本文将就双馈风力发电机的发电原理以及发电技术中存在的问题和完善进行相关探讨。
（内蒙古华电新能源分公司内蒙古自治区呼和浩特 010010）摘要：在能源日益短缺和污染日益严重的今天，作为可再生绿色能源的风能开发具有十分重要的意义，大功率风力发电技术的研究成为当前的热点。
本文将就双馈风力发电机的发电原理以及发电技术中存在的问题和完善进行相关探讨。
关键词：双馈风力发电；绿色发电技术；技术完善引言将双馈电机应用于风力发电中，可以解决风力机转速不可调、机组效率低等问题。
另外，由于双馈电机对无功功率、有功功率均可调，对电网可起到稳压、稳频的作用，提高发电质量。
与同步机交一直一交系统相比，还有变频装置容量小（一般为发电机额定容量的10～20%）、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。
1 双馈风力发电机工作原理1.1 双馈风力发电机的组成双馈异步发电机在结构上与绕线式异步电动机类似，定转子三相对称，转子电流由滑环接入。
并网后，风速的变化通过增速齿轮箱传递到发电机，为了保持定子电流频率的恒定，可以控制转子电流的频率，使得发电机的转子转速发生变化，这些工作可以由变频器来完成。
当发电机转子高（低）于同步速时，应控制变频器能量流入（出）电网，这样就控制了电机定子和转子向电网供应电能。
过去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的转速。
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。
《2024年基于储能装置的双馈风力发电系统控制策略研究》范文
《基于储能装置的双馈风力发电系统控制策略研究》篇一一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益严重，可再生能源的利用越来越受到重视。
风力发电作为绿色、可再生能源的重要形式之一，受到了广泛关注。
双馈风力发电系统是风力发电技术中的重要组成部分，它通过引入储能装置可以有效地解决风力波动带来的问题，提高系统运行的稳定性和可靠性。
本文将就基于储能装置的双馈风力发电系统的控制策略进行深入研究。
二、双馈风力发电系统概述双馈风力发电系统是一种将风能转换为电能的装置，它具有高效率、高可靠性等优点。
该系统通过发电机与电网的连接，实现了风能的转换和传输。
然而，由于风力的波动性和不确定性，双馈风力发电系统在运行过程中会面临许多挑战。
为了解决这些问题，引入储能装置成为了一种有效的解决方案。
三、储能装置在双馈风力发电系统中的作用储能装置在双馈风力发电系统中扮演着重要的角色。
它可以有效地解决风力波动带来的问题，提高系统的稳定性和可靠性。
具体来说，储能装置可以在风力较大时存储多余的电能，在风力较小或需求增加时释放电能，从而平衡系统的输出功率。
此外，储能装置还可以为系统提供备用电源，确保在电网故障时系统的正常运行。
四、基于储能装置的双馈风力发电系统控制策略为了实现基于储能装置的双馈风力发电系统的优化运行，需要制定合适的控制策略。
本文提出了一种基于储能装置的功率分配控制策略。
该策略通过实时监测系统的运行状态和风速变化，根据系统的需求和储能装置的状态，动态地分配系统的输出功率。
具体来说，当风力较大时，系统将多余的电能存储到储能装置中；当风力较小或需求增加时，系统将根据储能装置的状态释放相应的电能，以平衡系统的输出功率。
五、控制策略的仿真与分析为了验证所提出的控制策略的有效性，我们进行了仿真实验。
仿真结果表明，该控制策略可以有效地平衡双馈风力发电系统的输出功率，提高系统的稳定性和可靠性。
此外，该策略还可以根据系统的需求和储能装置的状态动态地调整输出功率，实现系统的优化运行。
双馈感应风力发电机组的控制研究
双馈感应风力发电机组的控制研究一、本文概述随着全球对可再生能源的需求不断增长，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。
双馈感应风力发电机组作为一种高效、可靠的风力发电设备，在风力发电领域具有重要的地位。
本文旨在深入探讨双馈感应风力发电机组的控制技术，包括其运行原理、控制策略以及在实际应用中的挑战和解决方案。
本文首先介绍了双馈感应风力发电机组的基本结构和运行原理，为后续的控制技术研究奠定基础。
随后，文章重点分析了双馈感应风力发电机组的控制策略，包括最大功率点跟踪控制、电网接入控制、有功和无功功率解耦控制等。
这些控制策略对于提高发电机组的运行效率、稳定性和可靠性具有重要意义。
本文还讨论了双馈感应风力发电机组在实际应用中面临的挑战，如电网电压波动、风速变化等，并提出了相应的解决方案。
这些解决方案旨在提高发电机组对各种环境条件的适应能力，从而确保其在复杂多变的风力发电环境中稳定运行。
本文总结了双馈感应风力发电机组控制技术的研究现状和发展趋势，为未来的研究提供了参考和借鉴。
通过本文的研究，可以为双馈感应风力发电机组的优化设计和运行控制提供理论支持和技术指导，推动风力发电技术的进一步发展和应用。
二、双馈感应风力发电机组的基本原理与结构双馈感应风力发电机组（DFIG）是一种高效且广泛应用的风力发电技术。
其基本原理和结构特点决定了它在风力发电领域中的重要地位。
基本原理：双馈感应风力发电机组的运行基于电磁感应和电机学的基本原理。
当风力驱动风轮旋转时，风轮的机械能转换为发电机转子的动能。
转子的旋转在发电机内部产生旋转磁场，从而感应出电动势，并在定子侧产生电能。
与常规感应发电机不同，双馈感应发电机的定子侧和转子侧都接入电网，使得发电机可以在不同的风速下保持最优的运行状态。
结构特点：双馈感应风力发电机组主要由风轮、齿轮箱、发电机、控制系统等部分组成。
风轮是捕获风能的部件，通常由多个风叶组成，风叶的形状和数量根据具体的设计要求而定。
变速恒频双馈风力发电机组控制技术
定义与特点
变速恒频双馈风力发电机组是一 种通过调节发电机转速来实现恒 频输出的风力发电系统，具有风 能利用率高、运行范围广等优点
。
工作原理
风力机将风能转化为机械能，通 过变速装置驱动双馈发电机运行 ，发电机输出的电能经过电力电
子装置调节后并入电网。
技术优势
变速恒频双馈风力发电机组具有 较宽的运行范围，能够适应不同 风速条件下的高效发电，提高风
06
结论与展望
研究结论与创新点总结
结论一
控制策略优化提升效率。通过对变速恒频双馈风力发电机 组的控制策略进行优化，可以显著提高机组的运行效率， 并降低能耗。
结论二
多变量控制实现稳定运行。引入多变量控制技术，有效应 对风力发电过程中的不确定性，提高机组的稳定性。
创新点
自适应控制算法。研发自适应控制算法，使机组能够根据 不同环境条件自动调整运行参数，提升发电效率。
控制参数调整：根据最大功率点的位 置，动态调整发电机的转速、励磁电 流等参数，以实现最大功率捕获。
功率曲线拟合：根据历史数据拟合风 速-功率曲线，确定当前风速下的最 大功率点。
这些控制策略在变速恒频双馈风力发 电机组中具有重要作用，能够提高风 力发电效率、保障电力系统稳定运行 ，并降低对环境的影响。
前景分析
随着全球对可再生能源需求的增长，变速恒频双馈风力发电机组控制技术将迎来更广阔的 发展空间。同时，政策的支持和市场的驱动将为该技术的发展提供有力保障。
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变速恒频双馈风 力发电机组控制 技术
汇报人：
2023-11-22
目录
• 引言 • 双馈风力发电机组的数学模型与
控制策略 • 变速恒频双馈风力发电机组的控
双馈风力发电机技术的问题与探讨 武永铎
双馈风力发电机技术的问题与探讨武永铎摘要：近些年来，我国的风力发电技术得到了较为迅速的发展，也取得了一定得成效。
但是，在实际的发展过程中仍然存在着一些问题。
所以，要提高风力发电的技术水平，克服和解决在技术发展中所产生的一系列问题，从而使风力发电技术更好的应用于我们的生活中。
基于此，文章就双馈风力发电机技术的问题进行简要的分析。
关键词：风力发电；技术；问题1 双馈风力发电技术概述1.1 双馈风力发电机工作原理双馈风力发电机是目前市场上应用比较广泛的风机，它的特殊之处在于其定子绕组和转子绕组都直接或间接地与电网相连，定子侧绕组产生的工频交流电直接馈入电网，转子侧的功率通过整流逆变装置上网。
与一般的一部发电机相比，双馈电机允许发电机转速在一定范围内波动，因为转子侧中电流的大小和频率可以通过整流逆变装置进行调节，从而在转速发生变化的情况下维持定子侧输出功率的恒定。
当发电机的转速低于同步转速时，转子从电网吸收无功作为励磁磁场的能源，使定子绕组输出电能。
当发电机转速升高，高于同步转速后，定子绕组的感应磁场反作用于转子绕组，一部分能量作为励磁磁场的能源，一部分能量使转子绕组感应电能且相位相反，所以转子也会输出电能。
所以说，双馈发电机就是指定子绕组和转子绕组都向电网馈电的模式。
1.2 风力发电的特点风能发电在近10年来已取得飞速发展，目前，全球风电装机容量已近4270亿MW。
风力发电技术能够得到大量的推广与它的特点是分不开的。
风能属于可再生能源，风力发电有充足的能源支持；风力发电技术建设周期短以及装机规模灵活，在风能充足的地方可以用最短的时间建立风力发电基础设施，可以用最快的速度将风能转化为需要的电能；可靠性高和成本低使得风力发电的推广使用迅速提高；风力发电在操作运行方面也是比较简单的，而且风力发电建设占地面积小。
风力发电的特点总结下来就是能源充足，操作简单，成本低无污染。
2 双馈风力发电机组装配方法为满足对整机装配的要求，通常采用如下几种方法：2.1 完全互换法在装配时，同一个零部件总成任选其中之一，不经任何修配调整既可装入，且都能达到规定的装配要求。
双馈式风力发电机运行原理解析
双馈式风力发电机运行原理解析根据相关调查显示，在全球各国中，因风力发电项目，每年投入1000亿元资金总额，约有100个国家开始研究、运用风力发电技术。
因此，随着化石燃料逐渐减少，社会生产需要太阳能技术、发电技术和水利技术，这些技术也有可能代替火力发电技术。
对于风力发电技术，加强风力发电机研究和运用具有十分重要的现实意义，大多数选择双馈式设计方式。
笔者结合自身多年的风电企业的从业经验，立足双馈式风力发电机角度，分析其运行原理、发电控制技术。
1 双馈式风力发电机的结构、特点双馈式风力发电机是由英国学者的设想而来，在自级联导发电机研发基础上，逐渐研发而来，双馈式发电机与绕线异步电机有着结构类似性，因定子、转子两部分均可以馈出、馈入电能，所以称之为双馈。
另外，因双馈式发电机利用转子形成交流，因此，双馈式发电机又叫做交流励磁发电机。
双馈式风力发电机，双馈主要指电机定子、转子，都能完成电力供应。
通常而言，双馈式发电机是由接线盒、转子、定子、冷却系统、滑环系统和传动结构构成。
转子结构一般为散嵌绕组、半线圈与成型绕组构成。
滑环系统包含滑环座、维护罩、碳刷、风扇等构成，滑环环氧浇注式、热套式类型，冷却系统包含水冷式和风冷式方式。
从某种性质来看，双馈式发电机属于异步式发电机范围，这类发电机具有同步式发电机的励磁绕组，一般用于功率因素、励磁过程的调控，所以双馈式发电机具有异步、同步两种优点。
针对双馈式发电机定子贴心，有相同形状凹槽的均匀分布，主要是用于嵌入定子绕组，通过定子三相电流，产生一定旋转磁场。
在转子中，利用嵌入绝缘导线，可组成三相绕组。
在转子上引出三相线，再连接转轴的集电环，通过电刷引出。
通常而言，定子和工频电网能够直接连接，转子通过变换器与电网连接，以便于转子的交流励磁。
同时，双馈式发电机的成本较低、体积较小，调节方式为无功率调节，且抗电磁的干扰能力强，具有简便易行的特点。
发电机励磁过程和供电网络没有直接联系，由转子即可直接完成所处电路。
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双馈风力发电控制技术的分析与研究
【摘要】我国是世界上风能资源储量最高的国家，同时也是世界上较早开发利用风能资源的国家，但是风电控制技术与国外先进水平间还存在较大的差异，大部分核心控制器件仍然是从国外进口，这极大地制约了我国风电事业的发展。
基于此，本文笔者在对双馈风力发电原理进行阐述的基础上，深入探讨了双馈风力发电的控制技术。
【关键词】双馈风力发电控制技术矢量控制空载牵入电网发电机运行
统计显示，如果风能资源开发利用率达到60%，仅风力发电一项就能满足我国目前全部的电力需求。
但我国风力发电仍然处于初级阶段，核心技术多是从国外买进，风机控制技术远远落后于世界发达水平，因此这就要求我们从风力发电的基础理论出发，对双馈风力发电控制技术进行研究，从而研发出适合我国环境的具有自主知识产权的产品。
1 双馈风力发电机的原理
双馈风力发电机的定子绕组直接和电网连接，转子绕组通过双pwm变流器和电网相连接，其定子和转子都能够输入或输出能量。
双馈风力发电机的定子电压和频率为固定值，而转子电压频率则由双pwm变流器控制。
双馈风力发电机的功率是可以双向流动的，其运行方式主要包括如下三种：
（1）当发电机转差率0时，发电机处于亚同步速状态，此时转
轴上的机械功率小于定子侧的电磁功率，电网必须通过变流器给转子侧提供能量，使其与转轴上的机械功率的和等于定子侧的电磁功率，能量通过定子侧馈送给电网。
2 双馈风力发电机牵入电网的方式
相较于直流励磁同步发电机和异步发电机，双馈风力发电机的并网过程存在特殊之处。
当采用交流励磁之后，能够根据电网电压和发电机的转速调节励磁电流，还能把输出的电压运行调整使其达到并网要求，这样就实现了变速条件下的牵入电网。
双馈风力发电机牵入电网的方式主要有以下几种：
（1）空载牵入电网方式。
并网前，双馈风力发电机空载，即在定子侧不带负载，调节双馈风力发电机定子电压，使其与电网电压在幅值、频率和相位上保持一致。
此种控制策略实现简单且原理清晰，是一种理想的控制方案。
（2）带独立负载牵入电网方式。
并网前，双馈风力发电机带负载运行，根据定子电压、电流和电网信息对双馈风力发电机进行控制，在满足并网条件的时候牵入电网。
此种控制策略的特点是：并网前双馈风力发电机定子侧已经有负载，这样定子就有电流，所以电网侧的信息和双馈风力发电机定子侧的信息对并网控制都有影响。
（3）孤岛牵入电网方式。
孤岛牵入电网控制方式一共分为三个阶段：①第一阶段为励磁阶段，从电网侧引入一路预充电回路接至交-直-交变流器的直流侧。
当风力机的转速达到转速要求之后，开
关闭合，直流充电装置通过预充电型变压器给交-直-交变流器的直流那侧充电。
充电结束以后，发电机那侧变流器就开始工作，将励磁电流供给双馈风力发电机转子侧；②第二阶段为孤岛运行，首先将开关断开，然后起动网侧变流器，使其升压运行，然后将直流侧电压升高的所需数值；③第三阶段为牵入电网阶段。
闭合连接电网与变流器之间的开关，发电机和电网之间便实现了无冲击牵入电网。
牵入电网以后，通过调节风力机的桨距角来使风力机的输入能量变大，从而实现发电的目的。
3 双馈风力发电机的空载牵入电网控制策略
本文采用基于传统pi控制与矢量控制相结合的策略，双馈风力发电机空载牵入电网方式的目的是使双馈风力发电机的定子电压和电网电压的幅值、相位和频率保持一致，达到无冲击牵入电网的目的。
具体说来：
（1）幅值的控制：根据电网电压的幅值可以计算出定子磁链的给定值，按照公式ψds=lmidr（其中ψds为定子磁链和转子磁链的d轴分量，lm为两相旋转坐标系下同轴定子与转子绕组间的等效互感，idr为转子电流的d轴分量），可得给定的转子电流i *dr，通过与反馈值的比较达到控制定子电压幅值的目的。
（2）定子频率的控制：给定定子电压的频率为电网频率f1，当电机转子频率f2发生变化，即风轮机拖动电机转轴转动，调整电机转子侧励磁频率fs，使得f1=f2+fs，即可使发电机定子频率与电网频率一致。
（3）相位的控制：定子磁链矢量落后定子电压矢量90°，又测得了定子的三相电压经过3/2变换，得到定子电压矢量的位置给定θu，定子链磁矢量的位置给定为θs=θu+90°，则我们知道了d
轴位置，从而对定子电压相位进行控制。
4 双馈风力发电机运行控制策略
由于采用定子磁链定向矢量控制技术，使得控制量之间的耦合较少，对转矩和磁场的控制较好，因此采用定子磁链矢量控制技术作为双馈风力发电机的控制技术。
在此控制方案中，我们把定子磁链矢量ψs作为定向矢量，让d轴与定子磁链重合，q轴比d轴超前90°，则可以得到如下的公式（其中p为有功功率，q为无功功率，u为幅值常数，uds、uqs分别为定子和转子电压在d、q轴的分量，ids、iqs分别为定子和转子电流在d、q轴的分量）：
通过简化，可以得到电磁转矩te的计算公式为：，其中np为电机的极对数，lm为两相旋转坐标系下同轴定子与转子绕组间的等效互感，ls为两相旋转坐标系下两相定子绕组的自感，ψs为磁链量，iqr为转子的q轴分量。
这就意味着，在两相旋转坐标系下，电磁转矩te只和iqr有关，这样就可以很好的实现矢量控制策略。
5 结语
本文对双馈风力发电机的空载牵入电网控制策略和双馈风力发
电机运行控制策略进行了详细的探讨，随着科学技术的不断发展，日后可以采用其他先进控制算法和矢量控制相结合的方式进行双
馈风力发电机的控制，从而找到最优的控制方案。
总之，随着双馈
风力发电技术的不断发展，更多的控制理论和控制技术还有待进一步的学习和开发，使得双馈风力发电技术不断完善。
参考文献：
[1]任清晨.风力发电机组工作原理和技术基础[m].机械工业出版社，2010.
[2]程远银.双馈风力发电励磁控制系统的研究[d].西南交通大学，2011.
[3]姚广秀.双馈型风力发电机组用变流器控制策略的研究[d].山东大学，2011.。