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| 1 | 变速恒频双馈风力发电系统交流励磁综述显示文摘简要回顾了变速恒频双馈风力发电系统发展过程中出现的交流励磁电路拓扑结构及励磁控制策略,对不同交流励磁电路拓扑结构和控制策略进行了分析,展望了变速恒频双馈风力发电系统中交流励磁控制策略的发展趋势。 | 伍小杰 柴建云 王祥珩 | 2004 | 电力系统自动化2004，28，23： | 109 |
| 2 | 变速恒频风力发电机组励磁变频器的研究显示文摘研制了一套基于TMS320LF2407A和TMS320 VC33双DSP的风力发电系统。在分析了该系统控制方法的基础上,建立了交直交变频器网侧电压定向以及转子侧定子磁场定向的矢量控制系统模型。对系统的变速恒频控制、并网控制技术进行了实验研究,结果表明,该系统能够在发电机允许的速度范围内实现软并网,输入输出有功、无功功率可以独立调节,适合于兆瓦级风力发电系统。 | 苑国锋 柴建云 李永东 | 2005 | 中国电机工程学报2005，25，8： | 147 |
| 3 | 基于钒电池储能系统的风电场并网功率控制显示文摘随着风力发电并网容量的增加,风电场功率波动对电网的影响越来越大。为提高风电场并网运行的稳定性,在其出口处增加新型环保钒氧化还原液流电池(VRB)储能系统,以有效调节并网功率。根据VRB的等效数学模型,分析了VRB荷电状态与端电压之间的变化特点,采用一级双向DC/AC变换器作为VRB储能系统的功率调节器,设计了相应的充放电控制与能量管理策略,并对具有VRB储能单元的风电场并网系统进行了建模和仿真。仿真结果表明,在风速波动的情况下,采用VRB储能系统能够快速、有效地平滑风电场输出的有功功率波动,并可为电网提供一定的无功支持,有效地改善了风电场的并网运行性能。 | 毕大强 葛宝明 王文亮 柴建云 | 2010 | 电力系统自动化2010，34，13： | 93 |
| 4 | 具有同步发电机特性的微电网逆变器控制显示文摘借助电力储能装置,将常规电力系统中的同步发电机数学模型应用到新能源发电逆变器控制算法中,形成虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)。设计了原动机调节和励磁调节,并模拟同步发电机的转动惯量,使新能源电站对外接口具有频率和电压幅值下垂特性,解决了传统微电网逆变器在运行时输出阻抗小、阻尼小等问题,提高了稳定性。仿真和实验结果表明,设计的虚拟同步发电机能够模拟实际同步发电机的特性。 | 张玉治 张辉 贺大为 苏冰 柴建云 | 2014 | 电工技术学报2014，29，7： | 81 |
| 5 | 虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的应用与展望显示文摘随着风电并网容量的不断提升,大量通过电力电子装置并网的风力发电机组使得现有电力系统的转动惯量缺失,造成系统频率稳定性下降等问题愈加严重。虚拟同步发电机技术可通过模拟传统同步发电机的运行特性,提高风机的并网等效惯量和阻尼系数及电网的风能渗透率。首先,论述了近年来虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的研究进展,探讨了风能最大功率点跟踪(MPPT)与频率支撑的协调控制,并揭示了实际转子与虚拟同步转子的能量平衡关系。然后,分析了系统参数设计及其对稳定性的影响,并以主流的全功率型风机和双馈型风机为例,介绍了具体控制方法及其未来在大规模风电场聚合等值研究中的应用前景。最后,总结了当前存在的关键技术问题及可行的解决思路。 | 柴建云 赵杨阳 孙旭东 耿华 | 2018 | 电力系统自动化2018，42，9： | 80 |
| 6 | “风火打捆”交直流外送系统的暂态稳定控制研究显示文摘'风火打捆'交直流外送是未来千万千瓦级风电能源基地电力外送的重要方式之一,亟需掌握'风火打捆'交直流外送系统的稳定特性及其机理。功角是反映系统暂态稳定性的主要标志,分析了双馈电机的功角快变特性和'风火打捆'系统等值机械转动惯量对火电机组功角暂态稳定性的影响。针对系统的暂态稳定性问题,提出了一种附加控制策略,并设计出控制装置样机,可提高'风火打捆'系统的暂态稳定性。基于所提附加控制策略的试验样机通过了实时数字仿真器(Real Time Digital Simulator,RTDS)的闭环验证,结果表明:该附加控制策略通过改变直流输送功率和调节风机的有功输出,消除或减小了系统在暂态过程中的瞬时不平衡功率,增强了直流系统和风机对火电机组的等效阻尼作用,有效抑制了火电机组的功角摇摆幅度,提高了'风火打捆'系统的暂态稳定性。 | 李生福 张爱玲 李少华 郝正航 曹森 张望 柴建云 | 2015 | 电力系统保护与控制2015，43，1： | 52 |
| 7 | 电力驱动系统实时控制虚拟实验平台显示文摘在研制复杂大功率电力驱动系统的过程中,实际测试前采用虚拟实验平台对控制器的中断延迟、计算速度、内存、接口、通信等瓶颈和瑕疵进行排查,可缩短开发周期,降低开发费用和技术风险。该文依据实际电力驱动系统结构,提出离散事件变流器系统与连续时间电机系统解耦的实时仿真框架,并基于Simulink开发电力驱动系统实时模型库;采用dSPACE实时仿真环境生成模型的实时C代码,基于两定时器任务实现交流驱动系统15~20μs步长实时仿真。实时仿真系统具有与实际系统的实时硬件接口,可以与实际控制器或实际电机系统直接相连,构成硬件在回路仿真测试或快速控制原型系统。在一般的实验室中可以对大功率电力驱动系统进行测试、教学和操作培训。 | 卢子广 柴建云 王祥珩 苏鹏生 | 2003 | 中国电机工程学报2003，23，4： | 60 |
| 8 | 1.5MW变速恒频双馈风力发电机组励磁控制系统试验研究显示文摘设计了一套1.5MW变速恒频双馈异步风力发电机组励磁控制系统。在分析了其控制策略的基础上,对系统的并网性能、并网运行后稳态以及动态特性等进行了试验研究,结果表明,该系统能够在发电机设计的速度范围内实现软并网,输出有功、无功功率可以独立调节,适合于1.5MW变速恒频双馈风力发电机组励磁控制系统。 | 苑国锋 李永东 柴建云 姜新建 | 2009 | 电工技术学报2009，24，2： | 45 |
| 9 | 不平衡电压下双馈发电系统控制策略显示文摘由于风力资源分布的特点,许多风电机组被安装在比较偏远的地区,这些地区的电网通常比较薄弱,经常发生不对称运行的情况。若在控制中不予考虑,会引起发电系统有功和无功的脉动。文中基于对称分量理论,建立了不平衡电压下双馈发电机和网侧变流器的数学模型,分析了负序电压对传统双馈发电系统矢量控制策略的影响,并据此提出了一种基于比例谐振调节器的矢量控制策略。理论分析和仿真结果表明,该方法可有效抑制电磁转矩、无功功率和直流母线电压的脉动,实现双馈发电系统在不平衡电压下的稳定运行。 | 郑艳文 李永东 柴建云 龚细秀 苑国锋 | 2009 | 电力系统自动化2009，33，15： | 48 |
| 10 | 新型转子电流混合控制的变速恒频异步风力发电系统显示文摘在分析变速恒频风力发电系统转子变流器组成特点的基础上,提出并实现了一种基于TMS320LF2407A和TMS320VC33双数字信号处理器芯片的新型转子电流混合控制的变速恒频异步风力发电系统,同时对该系统的运行控制、并网控制技术进行了实验研究。该新型转子电流混合控制结构能显著降低转子变流器的硬件成本和控制技术的复杂性,在全速范围内实现输出有功和无功功率的独立调节。实验结果表明,该新型转子电流混合控制结构可以满足变速恒频风力发电机系统的运行要求,同时实现了发电机的输出功率因数可控。 | 苑国锋 柴建云 李永东 | 2005 | 电网技术2005，29，15： | 25 |
| 11 | 适用于电网不对称故障的双馈风力发电机虚拟同步控制策略显示文摘双馈感应发电机(DFIG)虚拟同步控制策略可使DFIG为电网提供频率与电压支撑,改善其并网特性。现有虚拟同步控制策略的主要目标是模拟同步发电机机电动态特性,未深入探讨电磁暂态过程中如何对DFIG进行控制。分析了电网发生不对称故障时,基于虚拟同步控制的DFIG的故障特性;得出了现有虚拟同步控制策略难以抑制DFIG故障电流与电磁转矩振荡的结论。在此基础上,提出了一种适用于电网不对称故障的DFIG电压补偿虚拟同步控制策略,该策略通过补偿转子电压的故障分量来改善DFIG转子电压的响应速度,抵消或削弱转子反电势故障分量的影响。仿真对比了现有虚拟同步控制策略与所提出策略的控制效果,验证了所提策略能够显著降低DFIG转子故障电流,抑制电磁转矩的暂态冲击与持续振荡,有效提高DFIG不对称故障穿越能力。 | 程雪坤 孙旭东 柴建云 刘辉 宋鹏 | 2018 | 电力系统自动化2018，42，9： | 25 |
| 12 | 钕铁硼稀土永磁材料交流失磁显示文摘Nd- Fe- B稀土永磁材料的失磁现象制约了其在大型永磁电机中的应用。针对电机的实际工作环境 ,研究了不同工作状态的磁体在交变磁场作用下表面磁感应强度随时间的变化。研究发现 ,常温 2 5℃下磁体只有起始最低工作点低于其退磁曲线拐点时才会发生失磁现象 ,且随着磁场交变频率的升高 ,磁体失磁程度逐渐增大。并且运用磁体磁畴畴壁钉扎与运动模型和畴壁钉扎的热激活效应对实验现象进行了合理解释。这对 Nd- Fe- | 黄浩 柴建云 姜忠良 陈秀云 | 2004 | 清华大学学报(自然科学版)2004，44，6： | 24 |
| 13 | 基于虚拟同步发电机的柔性虚拟调速器模型显示文摘同步发电机具有维持电网电压、频率稳定的作用,模拟同步发电机特性的逆变器也适用于电源并联系统。基于虚拟同步发电机的控制思想,提出了一种柔性虚拟调速器模型。通过建立含原动机组和伺服机构的调速器模型,实现与常规同步发电机调速器在控制阶数、逻辑上的一致性,避免了虚拟同步机与实际同步机并联时因调速器时间常数差异导致的动态功率分配不均。同时,该虚拟调速器还可根据实际并联系统的调节时间要求设定相关柔性参数,从而提升了虚拟同步机的适用范围。仿真对比研究验证了模型的正确性,并通过10kW三相逆变器验证了所提出的调速器模型的有效性。 | 赵杨阳 柴建云 孙旭东 | 2016 | 电力系统自动化2016，40，10： | 24 |
| 14 | 同步控制逆变电源并网预同步过程分析显示文摘在下垂特性的基础上,通过引入虚拟调速器和虚拟励磁器等概念,赋予了逆变电源频率与电压惯性保持特性,使其动态特性类似于同步发电机。研究了非理想并网合闸条件下,下垂控制同步逆变电源和虚拟同步发电机控制逆变电源并入电网的预同步动态过程。在分析逆变电源并网预同步过程中,为了突出比较两种逆变电源的动态特性,考虑电网的惯量,可以将逆变电源并入同步发电机带负荷系统。在MATLAB/Simulink仿真环境中,对无惯量和有惯量同步电源与微电网在并网动态过程中频率和电压变化进行了对比分析。研究表明,基于下垂控制的同步电源在并网预同步动态过程中,其频率和电压出现突变,变化率较大,而基于虚拟同步发电机控制的逆变电源,其频率和电压不出现突变,具有较平缓的变化幅度。 | 王克 王泽忠 柴建云 由蕤 甘圣菲 | 2015 | 电力系统自动化2015，39，12： | 22 |
| 15 | 基于参数在线校正的电动汽车异步电机间接矢量控制显示文摘异步电机间接矢量控制在电力传动领域应用广泛。该控制方案依赖于电机的互感和转子电阻等参数。这些参数往往在运行中发生变化,从而导致驱动系统控制性能下降,在以转矩为控制目标的电动汽车驱动系统中该问题尤为突出。本文推导了间接矢量控制中电磁转矩和转子磁链与电机参数偏差之间的关系式。通过引入稳态转子磁链观测器,提出利用稳态转子磁链的幅值和位置角偏差对互感和转子时间常数等的倒数进行在线校正的新算法。该稳态转子磁链观测器以电压模型为基础,但其中的积分环节可转化为简单的代数运算,避免了纯积分数值计算所需的特殊处理。仿真和实验验证了新的校正算法在改善转矩的控制性能方面的有效性。 | 张杰 柴建云 孙旭东 陆海峰 | 2014 | 电工技术学报2014，29，7： | 21 |
| 16 | 电动汽车无刷直流电机驱动系统实时仿真显示文摘在设计开发电动汽车的过程中,采用实时数字仿真可实现并行工程,缩短开发时间,节约开发费用。基于方框图建模工具Simulink建立无刷直流电机驱动系统模型,采用dSPACE实时仿真环境自动生成控制器及被控对象模型实时代码。实时仿真系统具有与实际系统的硬件接口,可以与实际控制器或电机系统直接相连,构成硬件在回路仿真测试或快速控制原型系统。实时仿真与真实系统实验结果表明,实时仿真器与实际系统的响应特性无明显差别,在开发和测试阶段可以代替实际电机系统进行实时闭环测试。 | 卢子广 柴建云 王祥珩 邱阿瑞 | 2003 | 系统仿真学报2003，15，4： | 21 |
| 17 | 电网对称故障下双馈风力发电机的虚拟同步控制策略显示文摘将虚拟同步控制策略运用于双馈感应发电机(DFIG)变频器控制,可使DFIG为电网提供有惯量的频率与电压支撑。但现有虚拟同步控制策略主要关注DFIG对同步发电机机电动态特性的模拟,未考虑DFIG的电磁暂态过程。分析了基于虚拟同步控制的DFIG在电网对称故障下的电磁暂态特性,指出了现有虚拟同步控制策略存在的两大缺陷:无法完全模拟同步电机故障暂态下的电磁关系,且无法抑制转子过电流。提出了一种适用于电网对称故障的DFIG暂态电压补偿虚拟同步控制策略,即通过补偿转子控制电压的暂态分量来抵消或削弱转子暂态反电势对转子过电流的影响。通过仿真对比了现有虚拟同步控制策略与所提策略对DFIG的控制效果,证明了所提虚拟同步控制策略不仅具备更好的惯性支撑能力,同时可显著抑制DFIG转子过电流与电磁转矩暂态冲击,并对系统进行无功支撑,有效提高了DFIG不间断运行能力与电网故障恢复能力。 | 程雪坤 孙旭东 柴建云 赵杨阳 | 2017 | 电力系统自动化2017，41，20： | 20 |
| 18 | 低风速风力发电机组造价与度电成本分析显示文摘为了提高低风速条件下风力发电机组的经济效益,提出了一种通过合理设计叶片来降低机组度电成本的方法。以相同功率等级、不同叶片长度的3种风力发电机组作为研究对象,在不同风力条件下分别计算各机组的年发电量,利用经验公式对各机组的总成本进行估计。结果表明:机组的度电成本随着平均风速的升高而降低。在平均风速较高的地区,长叶片机组在度电成本上的优势并不明显。而在平均风速较低的地区,机组的年发电量随着叶片的加长而明显增加;尽管总成本有所升高,但度电成本依然得以降低。通过适当减小叶片的最佳叶尖速比、增大风能利用系数也可以降低度电成本。该文还论述了通过合理选择叶片长度、优化翼型以及应用新材料来提高机组经济效益的可行性。 | 柴建云 张舒扬 | 2011 | 清华大学学报(自然科学版)2011，51，3： | 19 |
| 19 | 双三相异步电机电流预测控制算法显示文摘针对一种半对称式双三相异步电机,提出两种电流预测控制算法。一种为基本算法,另一种为在基本算法的基础上通过引入合理近似而实现的模块化算法。相对而言,后者更为简洁,且易于在其他一些结构更为复杂的多相电机中进行推广。此外,针对离散控制的延时对上述两种算法带来的稳定性问题进行分析,并给出改进方案。实验结果表明,两种电流预测控制算法均能实现良好的电流控制效果,同时该文针对稳定性问题的改进方法也是有效的。 | 张杰 柴建云 孙旭东 陆海峰 | 2015 | 电工技术学报2015，30，9： | 18 |
| 20 | 电磁耦合调速风力发电机组模拟实验研究显示文摘电磁耦合调速风力发电机组实现了同步发电机直接并网运行,可有效地改善风电机组的暂态过载、故障穿越和电网电压支撑能力,提高风电机组与电力系统的兼容性。利用变频调速电磁耦合装置将齿轮箱输出轴功率以非接触方式传递到同步发电机,增加了功率传动的灵活性,避免了发电机故障冲击转矩对齿轮箱的破坏。为了研究该类机组的运行控制方法和功率传输效率等问题,该文设计并搭建一套30 kW电磁耦合调速风电机组模拟实验平台,通过实验验证了所提出电磁耦合调速风电机组的启动、并网、不同风况下稳态运行、脱网及停机等各阶段控制策略的有效性。测量了电磁耦合调速装置在不同运行工况下的功率传输效率。 | 由蕤 柴建云 孙旭东 李杰 刘卫 | 2013 | 中国电机工程学报2013，33，3： | 16 |
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