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公开(公告)号：CN105162139B
公开(公告)日：2017-03-22
申请号：CN201510585763.1
申请日：2015-09-15
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种电网电压跌落故障下风电系统无功功率综合优化控制方法，步骤包括：实时读取电网电压实时监控设备提供的电网电压数据；判断风电机组自身是否有无功电流需求，如果有无功电流需求，则通过静止同步补偿器为电网系统提供无功补偿，然后计算电网电压Upcc与预设的参考电压Upccref之间的电压偏差值△U，判断电压偏差值△U大于第一预设阈值Uref1是否成立，如果成立则启动网侧变流器的静态无功补偿模式，使得网侧变流器和静止同步补偿器同步为电网系统提供无功补偿。本发明能够稳定并网公共连接点电压、增强风力发电系统低电压穿越能力。
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公开(公告)号：CN105048510B
公开(公告)日：2017-03-22
申请号：CN201510585570.6
申请日：2015-09-15
Applicant: 湖南大学
IPC: H02J3/38 , H02J3/12 , H02P9/10 , H02P101/15
Abstract: 本发明公开了一种电压跌落时直驱永磁风力发电系统有功功率动态控制方法，步骤包括：采集并网点电压并判断是否发生电压跌落；发生电压跌落时，将直驱永磁风力发电系统的机侧变流器启用有功功率自动调节模式，并启动风力机变速变桨控制以防止风力机进入限速保护模式；采集直驱永磁风力发电系统的网侧变流器输出的电压UGi及功角θi，计算网侧变流器输出的有功功率；将该有功功率作为机侧变流器的有功输出给定，采用功率外环、电流内环的双闭环矢量控制方式调节所述机侧变流器的有功输出。本发明具有风力发电场并网点电压跌落时能够避免能量在直流侧堆积引起直流侧过压、响应时间快、可减少风场弃风、方法简单可靠、实施成本低的优点。
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公开(公告)号：CN106452098A
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201610813879.0
申请日：2016-09-09
Applicant: 湖南大学
CPC classification number: Y02E10/723 , H02M5/4585 , F03D7/02 , H02J3/386
Abstract: 本发明公开了一种高压大功率风力发电系统及其控制方法，由多相永磁直驱风力发电机，3n个三相全控整流桥换和H桥级联多电平逆变器组成。多相大功率永磁直驱风力发电机共有9n相输出，n为正整数，每3相构成一套绕组，共构成3n套绕组；每套绕组经过一个三相全控整流桥换流后，连接至H桥级联多电平逆变器每个子模块的直流侧，H桥级联多电平逆变器交流输出端接入三相电网。三相全控整流桥采用最大功率跟踪控制，实现风力发电机的单位功率因数输出。H桥级联多电平逆变器实现高压接入，交流侧直接接入35kV交流电。本发明可以将低压大功率永磁直驱风力发电系统通过变流器直接接入高压输电系统，省略了升压变压器，降低了成本。
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公开(公告)号：CN106451532A
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201610813864.4
申请日：2016-09-09
Applicant: 湖南大学
CPC classification number: H02J3/386 , H02J3/18 , H02M5/4585
Abstract: 本发明公开了一种多相直驱永磁风力发电变流一体化系统及其控制方法，系统包括多相直驱永磁风力发电机和模块化多电平逆变器；多相直驱永磁风力发电机三相绕组数为6n(n＝1,2,3…)；所述模块化多电平逆变器由三相六桥臂组成，每个桥臂由n个子模块和一个滤波电感组成；所述子模块由PWM整流器、2个IGBT、1个电容组成；2个IGBT串联后与电容、PWM整流器直流侧相并联，PWM整流器的交流侧接多相直驱永磁风力发电机的一套三相绕组。本风电系统由于对三相支路进行了模块化串并联和分别对风力发电机每套三相绕组进行控制，可以实现多相永磁同步电机最大风能捕获和高压直接并网，且省去了并网变压器。
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公开(公告)号：CN105205245B
公开(公告)日：2017-02-08
申请号：CN201510585567.4
申请日：2015-09-15
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种直驱永磁风力发电机多工况全局效率最优设计方法，步骤包括：确定直驱永磁风力发电机的系统设计参数；以变流器的系统约束与控制算法约束为约束条件、以多个工况点的加权平均效率最高或加权平均功率损失最小为目标函数，基于所述系统设计参数建立设计数学模型；针对系统设计参数设定一组初始工况值，基于所述初始工况值，采用模拟退火算法对所述设计数学模型进行多工况迭代求解，得到多组求解结果；从所有求解结果中选择一组最优结果作为设计得到的最优系统设计参数输出。本发明具有能够实现直驱永磁风力发电机在变速变频、定子电压随负载和转速变化而变化、运行特性受变流器和控制策略影响的情况下多工况高效运行的优点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105811832A
公开(公告)日：2016-07-27
申请号：CN201610298883.8
申请日：2016-05-06
Applicant: 湖南大学
IPC: H02P21/14
CPC classification number: H02P21/14
Abstract: 本发明涉及一种永磁同步电机定子温度的估计方法、装置及系统，其中，该方法包括：将直流电压注入到电机磁场定向控制的定子静止坐标系α轴(即等同于注入到定子绕组的A相轴)；结合注入的所述直流电压对所述电机进行磁场定向矢量控制，并获取所述电机的A相电流；将所述电机的A相电流经过低通滤波器，以确定所述A相电流的直流分量；根据所述直流电压和所述A相电流的直流分量确定所述定子相电阻；根据所述定子相电阻确定所述电机的定子温度的估计值。本发明可消除现有的基于热模型的电机定子温度估计方法以及基于电流注入的电阻估计方法存在的缺陷，并可降低系统成本，提高电机定子温度估计的准确性，并提高永磁同步电机系统可靠性。
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公开(公告)号：CN105391313A
公开(公告)日：2016-03-09
申请号：CN201511020648.6
申请日：2015-12-30
Applicant: 湖南大学
IPC: H02M7/00 , H02M7/483 , H02M7/5387
CPC classification number: H02M7/00 , H02M7/483 , H02M7/5387 , H02M2007/4835
Abstract: 本发明公开了一种模块化多电平换流器的控制方法，将桥臂的2N个子模块按照20,21,22...2N-1，1分成N+1个模块组，工作中每组组内子模块状态保持一致，即同时导通或者关断。每组配置一个电压传感器，用于测量该组电压值。根据这种结构设计了稳压控制方法、电压记录方法、调制方法和均压控制方法。稳压控制采用PI调节器稳定各相所有子模块的电容电压之和；电压记录方法用来保存各模块组的电压值；调制方法用来确定个模块组的通断状态；均压控制用来保持组件子模块电压的平均值保持均衡。本发明采用子模块组分组的控制方式，大量减少MMC系统中所需的电压互感器，进而减小系统硬件复杂度和降低MMC的成本。
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公开(公告)号：CN105356778A
公开(公告)日：2016-02-24
申请号：CN201510916232.6
申请日：2015-12-10
Applicant: 湖南大学
IPC: H02M7/483 , H02M7/5387
Abstract: 本发明公开了一种模块化多电平逆变器及其无差拍控制方法。以模块化多电平逆变器的A相为例：通过采集SM子模块中电容电压Uci，求和取平均得到Uc之后，将给定的电容电压参考值Ucref与Uc作差后经过PI调节器获得A相环流的参考值Icirref，再根据A相环流的参考值Icirref以及给定的A相输出电流的参考值Iaref计算得到A相上、下桥臂的调制电压Upref、Unref，最后根据Upref、Unref采用最优电平逼近进行调制，得到A相各子模块的控制脉冲信号。本发明相对于传统的控制方法而言，减少了系统中大量的PI环节，简化了控制过程，减少了调试时间，降低了运算复杂度，加快了响应速度。
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公开(公告)号：CN105205245A
公开(公告)日：2015-12-30
申请号：CN201510585567.4
申请日：2015-09-15
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种直驱永磁风力发电机多工况全局效率最优设计方法，步骤包括：确定直驱永磁风力发电机的系统设计参数；以变流器的系统约束与控制算法约束为约束条件、以多个工况点的加权平均效率最高或加权平均功率损失最小为目标函数，基于所述系统设计参数建立设计数学模型；针对系统设计参数设定一组初始工况值，基于所述初始工况值，采用模拟退火算法对所述设计数学模型进行多工况迭代求解，得到多组求解结果；从所有求解结果中选择一组最优结果作为设计得到的最优系统设计参数输出。本发明具有能够实现直驱永磁风力发电机在变速变频、定子电压随负载和转速变化而变化、运行特性受变流器和控制策略影响的情况下多工况高效运行的优点。
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公开(公告)号：CN103337854A
公开(公告)日：2013-10-02
申请号：CN201310184353.7
申请日：2013-05-17
Applicant: 湖南大学
CPC classification number: Y02E10/76
Abstract: 本发明公开一种基于中频逆变的柔性直流输电接入方法，由从风力发电机出来的三相电经一个三电平整流器和一个三电平逆变器通过直流母线连接得到中频方波交流电，中频方波交流电接中频变压器升压后接二极管整流电路；其中，所述三电平整流器包括整流侧三相电感、整流侧三相电容、直流侧稳压电容、DC/AC逆变器采用单相功率开关管H桥结构；所述中频变压器的副边接二极管整流桥作为二极管整流电路的输入；所述DC/AC逆变器、中频变压器、二极管整流电路组一个功率单元；本发明的有益效果是：功率单元方案具有模块化的结构特点，易于扩展到不同的电压和功率等级，每个功率单元内部以及单元与单元之间无环流，无需进行环流控制，减少了控制器件成本。
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