侍乔明 作品数:13 被引量:260 H指数:7 供职机构: 西安交通大学电气工程学院 更多>> 发文基金: 国家重点基础研究发展计划 国家自然科学基金 教育部“新世纪优秀人才支持计划” 更多>> 相关领域: 电气工程 自动化与计算机技术 更多>>
基于线性化Poincaré映射模型的非线性电力电子系统控制方法 被引量:1 2015年 进行非线性电力电子系统动态性能分析时,状态空间平均法误差较大,数值仿真法物理概念不清晰。比较而言,Poincaré映射法更准确且可得到解析方程来表示采样时刻离散状态变量的动态响应,但利用该方法进行系统控制还有待于进一步研究。本文考虑控制变量的影响,建立线性化Poincaré映射模型,以系统稳定裕度指标为目标,优化控制参数,建立了基于线性化Poincaré映射模型的非线性电力电子系统控制方法。该方法将Poincaré映射应用于系统控制设计,能够有效提高系统的动态性能。仿真试验验证了算法的有效性。 王刚 侍乔明 付立军 纪锋 陈宇航 蒋文韬关键词:POINCARÉ映射 动态性能 虚拟惯量控制方式下永磁风力发电机组轴系扭振机理分析 被引量:11 2014年 基于风电并网系统的状态空间平均模型,分析传统比例微分(PD)虚拟惯量控制方式下兆瓦级直驱永磁风力发电机组(D-PMSG)的轴系扭振机理及其影响因素,提出一种改进型PD虚拟惯量控制方法,以抑制D-PMSG轴系低频扭振。分析表明,传统PD虚拟惯量控制的引入,会降低DPMSG轴系的阻尼比,影响机组的稳定运行;降低PD虚拟惯量控制的微分系数的模值可以提高风电机组轴系的阻尼比,却会降低风电机组的频率响应能力。所提出的改进型PD虚拟惯量控制方法,通过引入永磁发电机组转速补偿项,从而提高系统阻尼比。该方法能在保证风电机组的频率响应能力的同时,有效抑制虚拟惯量控制引起的轴系低频扭振,提高系统的稳定性。仿真实验验证了理论分析和改进型PD虚拟惯量控制方法的有效性。 王刚 侍乔明 付立军 陈宇航 蒋文韬 黄河直驱永磁风力发电机组的通用平均模型及在虚拟惯量控制中的应用 被引量:3 2015年 忽略变流器的开关动态,提出了一种D-PMSG机组的通用平均模型建模方法,并给出了虚拟惯量控制的具体实现方法。相比详细仿真模型,D-PMSG机组的通用平均模型不仅具有与详细仿真模型一致的动态特性,同时大大提高了系统仿真速度,为风电机组多机虚拟惯量协调控制研究提供了基础。通过MATLAB/Simulink软件平台验证了所提建模方法和控制策略的有效性。 徐力 王刚 侍乔明 刘洋 吴优直驱永磁风电机组电压暂态简化建模及仿真 被引量:6 2015年 将变流器用受控源进行等效简化。根据低电压穿越过程中直驱风电机组的动态特性,忽略低电压穿越过程中发电机与机侧变流器的动态过程,建立了适用于暂态电压稳定性研究的简化仿真模型。仿真结果表明,简化模型与电磁暂态模型动态响应一致,可以用于大规模风电场暂态电压稳定性研究。 徐力 王刚 侍乔明 刘洋 吴优 邢鹏翔关键词:低电压穿越 电磁暂态 暂态电压 简化模型 基于虚拟同步发电机原理的模拟同步发电机设计方法 被引量:69 2015年 传统模拟同步电机组主要采用原动机拖动同步发电机旋转发电来实现,该方法虽能更有效地模拟电网中同步电机组的电磁耦合特性,但存在控制系统复杂、系统灵活性差、实现成本高等不足。为此,基于虚拟同步发电机控制原理提出了一种模拟同步发电机组设计方法。该方法利用滤波电抗等效代替同步发电机组电枢电阻及同步电抗,通过控制系统实现对同步发电机组惯性特性、频率响应特性及调压特性的有效模拟。该方法简化了模拟风电并网实验系统的设计,具有较强的灵活性和可行性。设计了一套容量为20 k VA的模拟同步发电机组,并基于已有的模拟风电机组实验平台构建了一套模拟风电并网实验系统。在负荷功率扰动条件下,利用Matlab/Simulink仿真结果与实验结果进行对比,验证了所提模拟同步发电机组设计方法的有效性及在风电机组频率响应控制研究中应用的可行性。 侍乔明 王刚 付立军 徐力 陈宇航 蒋文韬关键词:虚拟同步发电机 一种新型风电场虚拟惯量协同控制策略 被引量:89 2015年 常规比例—微分(PD)虚拟惯量控制策略可使直驱式风电机组为系统提供频率支撑,但其控制参数和算法固定,在风电场多机并网条件下调频效果欠佳。文中给出了PD虚拟惯量控制方式相关参数的整定方法,分析了不同风速区机组转子动能和变流器容量对机组调频能力的影响。据此提出了一种考虑机组间调频能力差异的虚拟惯量协同控制策略,该策略引入转子动能评估因子和变流器容量限制因子以体现功率协调。风电场仿真结果表明,该控制策略在充分发挥各机组调频能力的同时避免了系统频率的二次跌落现象,调频效果得到进一步改善。 陈宇航 王刚 侍乔明 付立军 蒋文韬 黄河关键词:风电场 直驱式风电机组 协同控制 一种风力机虚拟惯量控制与传统发电机调速控制的协调方法 被引量:35 2015年 风力机虚拟惯量控制能够有效减小风电并网系统频率下降的幅值和速度,但也相应地减小了传统同步发电机调速器的控制输出,导致系统频率恢复时间变长,且可能导致系统频率的二次下跌。建立了风电并网系统的仿真模型,分析了虚拟惯量控制对于系统频率支撑作用的机理,基于负荷扰动过程的能量分析提出了一种风力机虚拟惯量控制与传统发电机调速控制的协调方法,将虚拟惯量控制辅助功率和风力机转速恢复所需消耗的功率补偿到传统发电机调速器的负荷参考中,从而提高系统频率的恢复速度,并可防止系统频率的二次下跌。理论分析表明了该补偿方法不会造成系统频率的过调节。仿真计算验证了所提方法的有效性。 王刚 侍乔明 崔志勇 付立军 吴优 徐力关键词:风电 协调控制 直驱永磁风电机组虚拟惯量控制对系统小干扰稳定性影响分析 被引量:22 2015年 虚拟惯量控制方式下,直驱永磁风力发电机组(DDPMSG)能够为电力系统提供较好的频率支撑,但虚拟惯量控制使DDPMSG与系统之间产生了新的耦合关系,给系统的小干扰稳定带来新的影响。建立了包含DDPMSG的风电并网系统状态空间平均模型,并通过线性化得到其小信号模型。基于该小信号模型,利用特征分析法分析了虚拟惯量控制的比例系数和微分系数对风电并网系统的小干扰稳定性的影响,同时对比分析了虚拟惯量控制及最大功率跟踪控制对系统小干扰稳定的影响。结果表明虚拟惯量控制对系统阻尼特性的影响与DDPMSG接入系统的位置及容量有关,且主要影响其所接入区域的局部振荡模式和系统的区域振荡模式。 蒋文韬 付立军 王刚 侍乔明 陈宇航 徐力关键词:小干扰稳定 低频振荡 基于功率反馈的直驱式永磁发电机组最大功率跟踪控制 被引量:2 2014年 分析了风力机的运行特性,建立了直驱式永磁同步发电机组(D-PMSG)的数学模型。基于功率反馈的最大风能跟踪控制原理,引入前馈解耦控制和锁相环,通过变流器控制直驱永磁风力发电机的电磁功率来实现对风力机转速的间接控制,在无需检测风速和风力机转速的情况下实现了风电系统的最大风能跟踪和单位功率因数控制。在变风速环境下,通过仿真实验,验证了所采取控制策略的有效性。 黄河 付立军 侍乔明 王刚关键词:最大功率跟踪 前馈解耦 锁相环 单位功率因数 直驱永磁风电机组虚拟惯量控制的实验方法研究 被引量:48 2015年 基于风电并网系统的数学模型及风电机组虚拟惯量控制的基本原理,提出一种直驱永磁风力发电机组虚拟惯量控制的实验研究及系统设计方法。实验系统涉及多台模拟风电机组,其中,风力机及电网部分基于特性模拟的方法实现,而永磁发电机及全功率变流器采用实际物理装置实现。模拟风电机组能够有效模拟兆瓦级风电机组的转矩响应特性、低转速特性及惯性响应特性,等值电网部分能够有效模拟实际电网的惯性响应特性及频率响应特性。风电机组是虚拟惯量控制研究的重点,为此特别给出了适用于虚拟惯量控制研究的模拟风电机组的设计及具体实现方法。构建了一套模拟风电并网实验系统进行测试,并通过与仿真结果进行对比,验证了提出的设计方法的有效性。 侍乔明 王刚 马伟明 付立军 徐力 刘洋