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| 1 | 永磁直驱风电机组故障穿越优化控制策略研究显示文摘永磁同步发电机构成的直驱型变速恒频风力发电系统通过全功率变流器与电网连接,当电网发生严重故障时,不仅对HVDC设备造成损害,甚至可能影响风力发电系统的整体安全稳定运行。对系统故障期间直流电压失稳的机理进行了分析,基于永磁同步发电机转子的惯性储能特性以及网侧换流器的无功补偿能力,提出一种适用于提高永磁直驱风电机组故障穿越能力的优化控制策略。在网侧故障期间通过分段式转速控制调整风机侧输入的有功并对网侧无功进行补偿,减小了中间直流系统注入的不平衡功率,抑制了故障期间直流电压的骤升。应用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立单机系统模型,仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性。 | 王丹 刘崇茹 李庚银 | 2015 | 电力系统保护与控制2015，43，24： | 22 |
| 2 | 小型直驱式永磁同步风力发电机快速最大功率追踪仿真研究显示文摘直驱式永磁同步发电系统的功率输出直接受发电机转速的影响。为了提高小型直驱式永磁同步发电系统的输出功率,通过分析风力机的工作特性以及最大功率追踪原理,指出经典爬山法的缺点,并提出一种新的变步长爬山法。根据前一次转速扰动和功率变化的梯度关系来决定下一次的扰动步长,可以提高系统的动态响应,扰动方向与经典爬山法一致。在最大功率点附近,功率波动小于一定值时,停止搜索,来实现最大功率追踪的快速性和稳定性。用仿真结果验证了该方法的可行性。 | 刘丹 李强 冯承超 | 2016 | 电力系统保护与控制2016，44，5： | 23 |
| 3 | 永磁直驱风力发电系统最大功率跟踪改进型积分滑模控制显示文摘针对永磁直驱风力发电系统的内部参数摄动和外部扰动等问题,基于非线性扩张状态观测器(NLESO)提出了一种实现最大功率跟踪的改进型积分滑模控制方法。该方法使用非线性光滑函数设计了NLESO,对系统的内外扰动等不确定因素进行估计和主动补偿,提高了转速的跟踪能力。引入非线性光滑函数设计了滑模趋近律,消除了传统滑模控制中的高频抖振现象,并基于Lyapunov原理对滑模控制器进行了稳定性分析。仿真结果表明,与传统PI控制相比,该方法不仅响应速度快,无超调无抖振,而且具备良好的抗扰能力,风速突变情况下仍能快速实现最大功率跟踪,在风力发电系统最大功率跟踪控制领域具有较大的应用前景。 | 方云熠 曾喆昭 王可煜 刘晴 | 2019 | 电力系统保护与控制2019，47，13： | 22 |
| 4 | 基于模型预测直接转矩控制的永磁同步发电机效率优化研究显示文摘为抑制发电机的转矩脉动并提高系统运行效率,该文将模型预测控制应用到直驱式永磁同步风力发电系统中,提出一种考虑发电机损耗的模型预测直接转矩控制效率优化算法。在传统模型预测直接转矩控制的基础上结合永磁同步发电机损耗模型定义定子有功电流预测值,用于获取发电机电磁转矩预测值,并通过求取系统最小损耗工作点得到定子有功电流设定值,结合最佳特性曲线的最大风能跟踪方法得到发电机电磁转矩设定值。进而,依据所设计的性能评估函数选取最优电压矢量,使系统能够保持最小损耗状态运行。以表贴式永磁同步发电机为例进行速度阶跃和转矩阶跃的仿真和实验,并与传统模型预测直接转矩控制进行比较,结果表明计及发电机损耗的模型预测直接转矩控制能够有效改善转矩脉动,在提高动态响应速度的同时提高了系统运行效率。 | 苗磊 张勇军 童朝南 肖雄 汪伟 | 2018 | 电工技术学报2018，33，15： | 21 |
| 5 | 提升直驱型永磁风电机组故障穿越能力的改进控制策略研究显示文摘为了提高直驱型永磁风电机组故障穿越能力,提出一种新的故障穿越策略。通过采用紧急变桨技术,减少故障期间风机的出力,降低直流母线两端的功率不平衡,以限制直流母线过电压。提出一种新颖的控制直流母线侧电容器投切方案,故障期间增加直流电容容量,进一步限制故障期间直流母线电压骤升。充分利用风电机组的无功能力,网侧变流器采用电压控制模式,为系统在故障期间提供无功支撑。给出了详细的故障穿越方案,并在仿真软件DIg SILENT中建立仿真模型,设计了低电压故障和高电压故障两个算例。仿真结果表明,所提出的控制策略可有效的限制故障期间直流母线过电压,为系统提供了足够的无功支撑,协助并网点电压快速恢复,提升了风电机组的故障穿越能力。 | 边晓燕 田春笋 符杨 | 2016 | 电力系统保护与控制2016，44，9： | 18 |
| 6 | 无刷电励磁同步电机不同转子结构的对比分析显示文摘研究了一种特殊结构的无刷电励磁同步电机,该种电机由无刷双馈电机衍化而来,其取消了电刷和滑环,结构简单可靠,减少了维护费用。定子上同时嵌有不同极数的两套绕组,分别为三相电枢绕组和单相励磁绕组。详细介绍了该种电机的结构特点和运行机理,分别推导了磁障转子和混合转子无刷电励磁同步电机的等效电路和电磁转矩表达式。为分析这两种转子结构对电机性能的影响,对该种电机的运行特性进行了仿真研究,并研制了两台具有相同定子、不同转子结构的样机,测量了两台样机的定子绕组电感参数,对样机的不同运行方式进行了实验研究。仿真和实验结果表明:混合转子无刷电励磁同步电机的起动能力和带载能力较好;磁障转子无刷电励磁同步电机的损耗略小。 | 张凤阁 贾广隆 郑阳 关涛 蔺明 | 2016 | 电工技术学报2016，31，7： | 11 |
| 7 | 基于转矩观测器的垂直轴风力发电最大功率跟踪反演控制显示文摘为了提高垂直轴永磁直驱风力发电系统控制的鲁棒性和自适应性,针对大范围风速扰动和系统参数不确定的特点,应用非线性干扰观测器(NDO)实现垂直轴风力机气动转矩的估计,再结合反演(Back-stepping)控制方法设计发电最大功率跟踪(MPPT)控制器。控制器采用基于最佳转速跟踪的MPPT策略,通过逐步选择虚拟控制量和构造李雅普诺夫函数,使每个被控子系统具有良好的渐近特性,进而得到整个系统在大扰动下的全局渐近控制律。利用Matlab/Simulink建立系统的仿真模型,通过与PID控制器的对比实验,验证了反演控制器设计的正确有效性。 | 吴爱华 赵不贿 茅靖峰 顾梁 | 2017 | 电力系统保护与控制2017，45，2： | 9 |
| 8 | 基于改进免疫遗传算法的双馈风机控制系统PI参数优化显示文摘鉴于双馈风机(DFIG)在故障期间的控制性能依赖干控制参数的选取,将免疫遗传算法(IGA)引入DFIG控制系统PI参数的优化设计中,以DFIG的控制目标作为PI参数的优化目标,选取极点配置法整定值作为初值提高优化效率,根据DFIG控制系统自身特点对编码、交叉和变异算子、免疫算子进行自适应改进.形成了适用干DFIG控制系统PI参数优化的改进免疫遗传算法(IIGA)。该算法可以同时实现控制系统的多目标优化和转子侧变换器与网侧变换器的协调配合,在电压跌落过程中较极点配置法可获得更好的控制性能。最后,在MATLAB,Simulink中搭建了含风电场的系统仿真模型,仿真结果验证了本文所提方法的有效性。 | 谷昱君 聂暘 王东 焦彦军 | 2016 | 陕西电力2016，44，11： | 9 |
| 9 | 永磁直驱风电系统中最大功率点跟踪控制优化的仿真研究显示文摘分析了风力机特性、永磁直驱电机模型、变换器控制策略及各种功率跟踪控制算法优缺点,并提出一种基于爬山搜索法的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法的优化。在MATLAB/Simulink环境下搭建了永磁直驱风力发电系统模型,仿真分析了控制方法对最大功率点的跟踪效果,结果表明当风机起动及风速变化时MPPT控制方法能够使系统快速稳定在新的工作点,捕获得最大功率。由此验证了改进优化后的控制方法及所搭建模型的准确性与有效性。 | 臧晨静 张惠娟 李玲玲 孙浩 赵轩 | 2017 | 电机与控制应用2017，44，11： | 7 |
| 10 | 变磁化方向单元组合式永磁吸附装置优化设计显示文摘在永磁吸附装置设计理论的基础上,提出并实现了一种变磁化方向单元组合式永磁吸附装置。该装置由若干磁化方向不同的永磁体紧密排列而成,不同磁化方向首尾相连构成环形。采用有限元法对新型永磁吸附装置进行了参数化建模、结构特性分析、磁路仿真、吸附力计算和结构参数优化。试制了相同材料和体积的新型和Halbach型永磁吸附装置,测定了单位质量吸附力与气隙厚度的关系曲线。实验结果表明,与Halbach型永磁吸附装置相比,新型永磁吸附装置的单位质量吸附力平均增加了1倍,最大增幅达2.3倍。 | 闫晨飞 孙振国 张文增 陈强 | 2016 | 电工技术学报2016，31，3： | 7 |
| 11 | 分布式能源系统垂直轴风机特性的数值模拟与分析显示文摘研究了一种小型分布式能源系统用阻力型垂直轴风机(VAWT)的特性,在原有风机基础上,将风轮增加为两层。基于流体动力学(CFD)对风机性能进行计算,依据空气动力学原理,模拟风轮与空气的流固耦合作用,分析流场风速分布以及风机在不同旋转角度下的综合受力情况,根据转矩特性,在Matlab中建立风轮的数学模型,然后使用最大功率跟踪控制方法,建立风机发电系统的数学模型,从而仿真得到发电机的电压、电流等发电特性曲线。最后,与实测数据进行对比,验证了数值仿真和分析的正确性,为今后该类风机结构优化设计和效率提升提供了借鉴和参考。 | 李争 高培峰 孙甜甜 薛增涛 王群京 | 2017 | 电工技术学报2017，32，11： | 6 |
| 12 | 考虑塔影与风切变的永磁同步风电系统最大风能跟踪控制策略显示文摘为了保证风电机组高效稳定运行,通过在转矩控制环节中引入模糊变增益的转速补偿转矩,有效地减轻了由塔影效应、风切变、风速中的随机脉动分量引起的风力机输出的机械转矩波动与按照最优叶尖速比法计算的参考转速的波动对永磁同步风力发电系统的影响,抑制了风电系统的低频震荡并保证了系统的稳定性。当考虑到轴系的摩擦损耗时,为了真正地实现最大风能跟踪,通过对最优叶尖速比进行修正,得出最大电磁功率所对应的准确的参考转速,使得机组运行在最大电磁功率对应的工作点处。在Matlab/Simulink下构建了直驱永磁同步风电系统的详细仿真平台,验证了该方法的正确性与有效性。 | 刘军 周飞航 刘飞 | 2016 | 电力系统保护与控制2016，44，7： | 6 |
| 13 | 基于飞轮储能的风力发电系统仿真显示文摘针对离网式风力发电系统存在电能波动大、供电可靠性差等问题,提出采用基于无刷直流电机(BLDC)驱动的飞轮储能系统来提高离网式风力发电系统的电能质量。通过Matlab/Simulink对含有飞轮储能环节的离网式风力发电系统进行了仿真,给出仿真参数。仿真结果表明,飞轮储能系统可有效抑制风速变化带来的电能波动,保证供电的可靠性。 | 冯奕 颜建虎 | 2016 | 电力系统保护与控制2016，44，20： | 6 |
| 14 | 知识共享模式下研究生课程体系的探索与实践——以电机与传动类课程群建设为例显示文摘通过研究知识共享模式下的研究生课程体系,优化现代研究生教育教学资源整合,提升培养质量。文中以研究生阶段的电机与拖动类课程群建设为例,研究将知识共享模式用于理论教学环节,建立优化教学资源,实现'长、短结合,多课互通'的教学模式。在课程群建设中充分体现这一原则,实现本、硕课程打通式教学以及研究生阶段课程实现专业理论互享教学,既能够节约有限教学课时,又能够突出各课程的特有前沿知识,保障了教学资源的合理分配。 | 张磊 高春侠 | 2015 | 电力系统及其自动化学报2015，27，10： | 5 |
| 15 | 基于绕组温度约束的永磁同步电机裂比优化方法(英文)显示文摘裂比是一个影响永磁同步电机转矩和效率的重要参数。该文提出一种基于绕组温度约束的永磁同步电机裂比优化方法。裂比优化中典型的热约束条件是电机所允许的最大铜耗或电流密度,然而,定子的齿、轭和绕组尺寸会随着裂比的改变而改变,导致电机的导热能力发生变化,因此典型的热约束条件难以限制绕组温度在同一水平。为此,该文通过搭建热阻网络,将绕组温升限制直接作为裂比优化的热约束条件。为提高热网络计算精度,提出基于热源位置的热阻分类方法。通过有限元分析和5 kW样机温升实验,验证了提出的裂比优化模型的有效性。 | 张新彤 张成明 李立毅 曹继伟 王凯思源 | 2019 | 电工技术学报2019，34，9： | 4 |
| 16 | 直驱风电场PCC点联络线故障电流特性及其对纵差保护影响显示文摘根据新疆某风电场并入主网的实际参数,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,搭建了基于dq分解法和滞环跟踪法2种控制策略的直驱风电机组模型及基于计及尾流效应等值风速法的并网风电场等值模型;仿真分析了故障类型、控制策略、风速条件均变化时风电场出口处短路特性及其对风电场与电网110 k V联络线上光纤电流纵差保护的影响。仿真结果表明,风电场外部发生短路故障时,其提供的短路电流有效值小于同容量火电,但波动性强,对并网点(point of common coupling,PCC)处保护装置有很大的影响。针对可能出现的问题,提出相应的改进措施,为大规模风电并网提供理论基础。 | 孟龙 晁勤 王一波 | 2015 | 中国电力2015，48，3： | 3 |
| 17 | 基于改进的RMC-分散式小型风电场并网仿真研究显示文摘针对分散式小型风力发电场,提出了一种改进的RMC(Reduced matrix converter)结构。其特点为:永磁直驱风力发电机之间进行直流并联,母线电压经过含高频变压器的DC-DC结构进行升压。采用直流并联,减少了风力发电的随机性和波动性,对电网电压、频率的影响较小;而DC-DC升压结构代替换流站,较适用于分散式小型风力场。为有效实现发电机的切、并网,设计了对发电机输出电压瞬时采样,来判断发电机整流器侧是否连接到直流母线的断路器模型。基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了一组永磁直驱风力发电机、PWM整流器、断路器及含高频变压器的DC-DC仿真模型,并进行了1或2台发电机在母线已并有2、5或8台发电机的情况下切、并直流母线与升压的仿真分析。结果表明,在理想状态下,该模型可以实现1或2台的风力发电机切、并直流母线与升压,且7台运行时效果较好。 | 王银涛 何山 王维庆 董新胜 张新燕 季洁 | 2017 | 电力系统保护与控制2017，45，8： | 3 |
| 18 | 直驱式永磁同步海流机叶轮不平衡的故障检测显示文摘针对波浪、湍流等影响下直驱式永磁同步海流机叶轮不平衡的故障检测,提出一种基于定子电流频率的故障特征分析方法。首先,该方法针对故障特征频率易被基波或噪声淹没的问题,采用总体最小二乘-旋转矢量不变技术(TLS-ESPRIT)估计电流瞬时频率。其次,采用广义似然比检测(GLRT)方法设计不平衡故障检测器,通过分析检测器中变量,获取合适的监测量。最后,提出一种基于伸缩变换的数据标准化方法提取故障特征,解决同一故障在不同流速下故障特征多样的问题。理论分析、海流机仿真与海流样机实验结果验证了所提方法的有效性。该方法基于定子电流,易于实现,对于保证海流机安全高效运行以及减少维护费用等方面具有重要的实际意义。 | 张米露 王天真 汤天浩 Yide Wang | 2018 | 电工技术学报2018，33，1： | 2 |
| 19 | 非线性估计与极值搜索协同的MPPT控制策略显示文摘风力发电机组跟踪最大功率点时,通过测量发电机输出功率推算风轮功率可能会引起较大的误差并且增加了检测成本。同时,采用极值搜索法可能会引起较大的转速的振荡。文章采用非线性估计与极值搜索协同工作的方法,设计一个高速轴转矩控制环,利用高速轴参考转速和实际转速的差值估计风轮转矩并提供给极值搜索控制器。极值搜索控制利用风轮估计转矩和风速计算功率系数,并根据其与叶尖速比的相位关系逼近最佳叶尖速比,给出参考转速,实现对风轮转速的控制。对风轮转矩的估计免去了发电机输出功率的测量,补偿了风力发电机组的转矩损耗。与传统的未考虑机组损耗的控制方法相比,该方法提升了风力机组的动态性能,增加了风能的捕获,在跟踪平均最优工作点的同时,有效降低了传动链的机械载荷。 | 刘飞 刘军 周飞航 | 2018 | 电网技术2018，42，12： | 2 |
| 20 | 低压微网中小型直驱永磁风电机组低电压穿越技术研究显示文摘针对低压微电网中发电机侧不可控整流型永磁风力发电机组低电压穿越问题,主要对电网电压跌落时永磁同步发电机组运行特性进行研究。在分析直流环节电压失稳机理基础上,提出一种基于卸荷电路和网侧变流器最大电流输出联合控制的低电压穿越策略。通过监测风力发电机组运行状态从而完成卸荷电路和网侧变流器的联合控制。重载情况下,采用卸荷电路控制直流环节电压,网侧变流器以最大电流输出;轻载情况下,直流环节电压采用传统电压环控制,利用网侧变流器剩余电流容量发送无功。系统仿真结果表明:2种工况下,发电机侧不可控整流型永磁风力发电机组均可有效实现低电压穿越。 | 赵海川 芦彦东 郑浩康 邢作霞 | 2020 | 发电技术2020，41，6： | 2 |
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