交流励磁变速恒频风力发电机

浙大 -贺益康老师的课件,很经典。贺老师是国内研究风力发电方面的大牛人

交流励磁变速恒频风力发电技术

交流励磁变速恒频风力发电技术

浙江大学

贺益康 教授

© 浙江大学电气工程学院

贺益康 教授

浙大 -贺益康老师的课件,很经典。贺老师是国内研究风力发电方面的大牛人

交流励磁变速恒频风力发电技术

风力发电的发展现况 到2006年底，全球装机容量达到7422万 kW。 年底， 7422万 。 年底 在最近的 年内，风力发电以约30%的增长率逐年递增。 在最近的5年内，风力发电以约 %的增长率逐年递增。 年内

全球风力发电的概况 © 浙江大学电气工程学院 贺益康 教授

浙大 -贺益康老师的课件,很经典。贺老师是国内研究风力发电方面的大牛人

交流励磁变速恒频风力发电技术

风力发电的发展现况

全球风电的总容量和年装机容量的 变化情况

风电机组单机容量的增长情况

© 浙江大学电气工程学院

贺益康 教授

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交流励磁变速恒频风力发电技术

风力发电技术的发展概况

现代化的风力发电，已不只是一台风力机和一台发电机的简单组合，而是一个高度集成了空气动 现代化的风力发电，已不只是一台风力机和一台发电机

浙大 -贺益康老师的课件,很经典。贺老师是国内研究风力发电方面的大牛人

交流励磁变速恒频风力发电技术

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浙江大学

贺益康 教授

© 浙江大学电气工程学院

贺益康 教授

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交流励磁变速恒频风力发电技术

风力发电的发展现况 到2006年底，全球装机容量达到7422万 kW。 年底， 7422万 。 年底 在最近的 年内，风力发电以约30%的增长率逐年递增。 在最近的5年内，风力发电以约 %的增长率逐年递增。 年内

全球风力发电的概况 © 浙江大学电气工程学院 贺益康 教授

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风力发电的发展现况

全球风电的总容量和年装机容量的 变化情况

风电机组单机容量的增长情况

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贺益康 教授

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交流励磁变速恒频风力发电技术

风力发电技术的发展概况

现代化的风力发电，已不只是一台风力机和一台发电机的简单组合，而是一个高度集成了空气动 现代化的风力发电，已不只是一台风力机和一台发电机

国电电力新疆新能源开发有限公司初级职称评定论文

摘 要

当今对可再生能源的开发利用中，风能由于其突出的优点而成为研究的热点，风力发电是我国能源和电力可持续发展战略的最现实选择。目前各种风力发电技术的发展方兴未艾，其中变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的重视。本文在传统风力发电技术的基础上，主要致力于研究变速恒频双馈风力发电技术，从改善运行性能及增强实用性的角度出发，对变速恒频双馈风力发电技术展开了比较全面的理论性研究。

通过查阅资料，首先分析了变速恒频风力发电的原理，并对风力发电机组的主要机型和控制技术做了简要概述。接着对变速恒频双馈风力发电系统的控制进行了研究，最后详细分析了该风力发电系统的结构以及基本原理，并提出了控制策略对其进行控制。在风力发电系统中，采用最大功率跟踪控制算法，能够有效地从风中获得最大能量。

关键词：变速恒频；尖速比；IGBT变流器；变桨距控制

I

国电电力新疆新能源开发有限公司初级职称评定论文

目 录

摘 要 ..........................................................................................

5 双馈发电机的并网与励磁控制

5.1 引言

在电力系统运行过程中，经常需要把发电机接入电力系统并列运行。因此，发电机的并网运行直接关系到电力系统运行的稳定性和发电机的安全性。目前，实现发电机并网的方式有两种，一种被称为准同期方式，另一种被称为自同期方式。准同期方式是将已经励磁的发电机在达到同期条件后并入电网；自同期方式则是将没有被励磁的发电机在达到额定转速时并入电网，随即给发电机加上励磁，接着转子被拉入同步。自同期方式由于当发电机合闸时，冲击电流较大，母线电压跌落较多而很少采用。因此，现在发电机的主要并网方式为准同期方式，它能控制发电机快速满足准同期条件，从而实现准确、安全并网。

显然，双馈发电机如果采用准同期方式并网，则与普通同步发电机的并网过程完全一致，当满足并网条件的时进行并网操作，并网成功后双馈发电机控制策略从并网控制切换到正常发电控制模式。为此，本章引入滑差电压的概念，在分析常规发电机获得并网条件的基础上，研究了双馈发电机的空载并网励磁控制策略。最后，针对发电机常规并网方式的缺点，提出了一种双馈发电机的直接并网方法，使系统可直接工作在正常的发电模式，而无需控制算法的切换和准同期并网装置。

5.2 准同期条件与滑差电压分析

发电机并网时

第42卷第1期2012年1月

东南大学学报（自然科学版）

JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY（NaturalScienceEdition）

Vol．42No．1Jan．2012

doi：10．3969/j．issn．1001－0505．2012．01．011

变速恒频双馈风力发电机并网的复合控制

周明明

李世华

（东南大学自动化学院，南京210096）

（东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室，南京210096）

摘要：针对变速恒频风力发电机并网系统，提出了一种基于终端滑模和扩张状态观测器的转子

而且使得状电流复合控制方法．终端滑模控制不仅可以使得系统状态在有限时间内到达滑模面，

q轴电流在有限时间内态在有限时间内沿着滑模面收敛到平衡点，使得发电机转子的d轴电流、

到达参考值，实现快速收敛和更好的跟踪精度．采用扩张状态观测器观测出系统扰动并进行前馈补偿，这有利于减小终端滑模控制所需要的切换增益而削弱可能的抖振现象，使系统得到更平滑的定子电压波形．仿真结果表明，该复合控制策略对参数摄动和扰动具有更强的鲁棒性，并网系统具有优良的动态性能．

关键词：风力发电机；双馈发电机；空载并网；终端滑模控制；扩张状态观测器中图分类号：TM351

文献标志码：A

第42卷第1期2012年1月

东南大学学报（自然科学版）

JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY（NaturalScienceEdition）

Vol．42No．1Jan．2012

doi：10．3969/j．issn．1001－0505．2012．01．011

变速恒频双馈风力发电机并网的复合控制

周明明

李世华

（东南大学自动化学院，南京210096）

（东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室，南京210096）

摘要：针对变速恒频风力发电机并网系统，提出了一种基于终端滑模和扩张状态观测器的转子

而且使得状电流复合控制方法．终端滑模控制不仅可以使得系统状态在有限时间内到达滑模面，

q轴电流在有限时间内态在有限时间内沿着滑模面收敛到平衡点，使得发电机转子的d轴电流、

到达参考值，实现快速收敛和更好的跟踪精度．采用扩张状态观测器观测出系统扰动并进行前馈补偿，这有利于减小终端滑模控制所需要的切换增益而削弱可能的抖振现象，使系统得到更平滑的定子电压波形．仿真结果表明，该复合控制策略对参数摄动和扰动具有更强的鲁棒性，并网系统具有优良的动态性能．

关键词：风力发电机；双馈发电机；空载并网；终端滑模控制；扩张状态观测器中图分类号：TM351

文献标志码：A

自并励系统及其主要特点

① 没有旋转部件。运行可靠性高，调整、维护简单，检修方便。

② 自并励方式取消了励磁机，缩短了的汽轮机?发电机轴系长度可提高机组轴系的稳

定性、提高机组安全运行的水平。

③ 因励磁调节直接在转子回路中，没有主励磁机时滞环节，属快速响应励磁系统，技

术指标高，响应快，性能参数好。

自并励方式的缺点

① 整流装置电源电压取自发电机端，系统故障时，随着机端电压下降，影响励磁系统

的强励能力。

② 有碳刷增加了维护量。

③ 发电机近端短路时，因机端电压突然降低很多时可能不满足强励要求，强励减弱时，

短路电流迅速衰减，而造成出口带时限继电器拒动，使故障扩大，须加有记忆功能继电器。

④ 起励时，发电机剩磁不足以提供可控硅的导通电压，发电机不能自励，需要另外设

置起励电源。

⑤ 励磁变压器的二次电压按满足强励要求设计，励磁变压器二次电流按满足额定励磁

电流设计。

⑥ 励磁变提供测温、轻瓦斯、重瓦斯及压力释放装置。

⑦ 高压侧每相提供3组套管CT，两组用于保护（过流、过负荷、差动），一组用于测

量（电压、电流）。低压侧每相也提供三组CT，两组用于保护，一组用于测量。

起励单元

? 对于自并激励磁系统，由于励磁能源取自发电机机端，当机组起动后，转

何为发电机励磁和自动灭磁开关（灭磁讲座之一）

前言

励磁陈小明溯江而上开博一年多，得到了许多朋友的厚爱和支持，特别是得到了励磁界朋友的肯定，本人既高兴又惶恐，一直想写一些励磁技术培训博客感谢大家。

在励磁网上的论坛里，发现发电机灭磁技术，特别是自动灭磁开关的技术问题很热门，故决定在这个辞旧迎新的日子里，首先开始灭磁技术讲座，阐述我个人对灭磁技术的理解，希望大家喜欢，希望大家评论和留言，或给我发邮件，互相学习和交流，共同进步。

2009年12月21日，我带着这个想法征求葛洲坝电厂黄大可老师的意见，他很支持，并且给了我一本他自己翻印的书，有了他的支持，更加增添了我的决心和信心，尽管我们在很多技术问题上看法不尽相同，但是对于传播励磁知识，都有一个火热的心。

何为发电机励磁和自动灭磁开关？

由发电机、变压器和输电设备构成的电力系统，只向广大用户提供一种产品，那就是电。衡量这种产品的质量指标主要有两个，一个是频率，一个是电压。保证频率的稳定需要发电机调速器，保证电压的稳定需要发电机励磁装置。 从结构上讲，发电机分为静止的定子和旋转的转子，励磁装置向转子提供可以调节的直流电流产生旋转磁场，旋转磁场切割定子线

专业： 电气工程及其自动化 姓名：

实验报告

学号： 日期： 地点：教2-105

课程名称： 电力系统分析综合实验 指导老师： 成绩：__________________

实验名称： 同步发电机励磁控制实验 实验类型：________________同组学生姓名：__________

一、实验目的

1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2.了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；

3.熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4.了解微机励磁调节器的基本控制方式； 5.掌握励磁调节器的基本使用方法；

6.了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响。

二、原理与说明

同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。

图1 励磁控制系统示意图

实验用的励磁控制系统示意图如图l所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控

1

桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励

变速恒频风力发电系统控制方案分析

《》２００７年第２

期工程科技

变速恒频风力发电系统控制方案分析

倪

琳

２３０００９）

（合肥工业大学，安徽合肥

摘

要：为了最大限度地利用风能，风力发电系统应采用变速恒频控制策略，本文分别对鼠笼异步发电系统、双馈发电系统、

无刷双馈发电等系统的性能进行了分析和总结。

关键词：风力发电；变速恒频；控制策略中图分类号：ＴＫ８３：Ｘ９１３

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７２－０５４７（２００７）０２－００６６－

０３

一、引言

随着科学技术的飞速发展和工业规模的不断扩大，不可再生能源（如石油、天然气、煤等）储藏量不断减少，电力资源紧张及常规能源对环境污染严重等原因，使洁净的可风能等）的开发得到世界各国的高度再生能源（如太阳能、

重视，其中风能是目前最具有大规模开发利用前景的能源。风力发电是风能的主要利用形式，风力发电对电力结构的调整以及环境保护将起到重要作用。

根据风力发电过程中发电机的运行特征和控制技术，风力发电系统分为恒速恒频发电系统和变速恒频发电系统。风力发电机运行方式主要有两种：一种是独立运行的供电系统；另一种是作为常规电网的电源，与电网并联运行。并网风力发电是大规模利用风能的最经济方式。当风力发电机与电网并联运行时，要求风力发电机的频率