为了研究连接到网络上的风能存储单元的输出特性，方便在实验室中研究风能存储单元并提出一种新的模拟控制策略。能存储单元，用于实现用于驱动风力发电机的发动机模拟风力发电机。究了变桨控制器和转矩控制器在启动过程中的耦合控制，并提出了变增益PI控制算法来实现速度优先控制。过分析永磁风力发电机在电网电压故障下的运行情况，改进了仿真控制策略，并进行了仿真验证。经为双馈风力涡轮机开发了包括控制系统，致动器和监视系统的测试平台。功地模拟了风能冷库的输出特性，并将双功率交流发电机连接到电网。过能满足风力发电机冷库试验要求的实验，验证了风力发电机冷库模拟控制策略的有效性和可靠性。前，变速冷藏存储单元已经成为司空见惯的模型，并且在操作过程中遇到了诸如低压开关，功率优化和冷却质量之类的问题。源，引起了国内外专家的关注。而，变速风力涡轮机的大型冷藏单元价格昂贵，这给研究人员进行实验和实验室研究带来了很大的困难。究人员可以通过电动机有效地模拟风力涡轮机的扭矩特性，但是由于驱动链，发电机扭矩变化和变桨致动器响应会直接影响风力涡轮机产生的扭矩。存储单元的机械系统中，有必要研究风扇。真系统提供了一种研究风能技术的新方法。年来，一些研究人员对风能制冷机的模拟控制进行了研究。献使用开关磁阻电动机来进行风力涡轮机仿真，通过速度调节来仿真风力涡轮机的功率输出，并且缺乏对风力涡轮机的转矩特性的仿真和分析。文设计了一种基于RT-lab的硬件在环无刷直流电动机仿真系统。力涡轮机的扭矩特性由发动机模拟。有研究发电机连接到网络后的情况。献使用感应电动机基于矢量控制来模拟风力涡轮机，并分析了风力涡轮机的静态和动态特性。而，尚未研究发电机转矩和桨距角的变化对风力涡轮机的空气动力学转矩的影响。不同风速和负载下对文献进行了仿真，简化了仿真系统：将微分算子引入控制系统回路中，这有利于系统的稳定性。献比较和分析了风力涡轮机静态和动态仿真方法的涡轮转矩特性，并且没有考虑风力涡轮机的变桨系统。献中设计的负载转矩观测器进行了风力发电机仿真，将负载转矩和风力发电机转矩一起用于模拟电动机的转矩参考值，但是控制算法例如不包括发电机转速和扭矩。于上述模拟控制方法的缺点，该文献依赖于扭矩观测器来模拟使用电动机的风力涡轮机的扭矩特性。虑到机械叶片执行器的响应时间慢，并设计变桨系统。计发电机转矩控制器以获得发电机转速的最佳控制，并分析了启动冷库至离网过程的过程。后，对永磁风力发电机和双功率风力发电机进行了仿真和实验，验证了所提出控制策略的有效性。了对并网的风能存储单元进行风轮机仿真控制，反应速度和发电系统功率对风力涡轮机的扭矩，这对于吸收风能非常重要。系统，发电系统和变桨系统组成的风力系统如图1所示。1调整变桨系统的变桨俯仰角作为发电机转速，返回值β*和风力涡轮机仿真系统吸收风能以形成空气动力学转矩Ta，并使风力涡轮机运行。一定的风速下，当风力涡轮机在最佳功率状态下运行时，峰值速比和转速是最佳的。了捕获最大风能，使用了最优的g发电机速度控制算法，冷库安装opt通过速度控制来计算Tg *发电机的转矩参考值，并且PWM信号为发送到风力涡轮机转换器。力涡轮机的数学模型为（1）（2）（3）其中：TG是发电机的电磁转矩，i是传动比，B是阻尼系数，r是转子转速，JW和JC是风力涡轮机。电机的惯性矩Cp（λ，β）是风能利用率，λ是峰值速比，β是桨距角，p是风的密度，空气，r是叶片的半径，λopt是最佳峰值速度比； v是风速。了计算风力涡轮机的最佳速度，设计了风轮扭矩的观测器，如图2所示，并且使用公式（3）计算g，opt。图2中，发电机的功率Pg和转速g是测量值，并且T是时间常数。过观测器获取风轮扭矩的观测值，计算最佳速度，并使用速度控制永久减小最佳速度与实际速度之间的差距，以获取最大能量风。过遵循最佳速度，在不同的倾斜角和峰值速比下，风扇的风力利用系数是最佳的，并且在图5中示出了Gp值的面积。3.在实际应用中，采用转换表法直接获得最佳峰速比，方便进行风机仿真控制。

　　系统使用感应电动机来模拟风力涡轮机的扭矩特性，并使其在电网上发电。统的主控制器使用输入的风速，发电机速度和扭矩返回值来计算风轮的扭矩，然后将发动机传递给阻力。风能存储单元连接到电网后，主控制器将为变矩器提供转矩和功率因数控制，以形成闭环控制。实际应用中，风轮的扭矩特性还受到其他因素的影响，这些因素包括：当叶片在塔架中旋转时，风轮的扭矩减小效果，即叶片的旋转角度。出塔的阴影效果；风速的周期性变化导致风轮扭矩的周期性变化，即风的剪切作用。两个输出波动可通过公式（5）乘以公式（5）表示，其中：/ 4 = 0.2，B = 0.4。轮扭矩算法如图4所示。控制系统称为湍流风模型，空间滤波主要反映了风区的平均风速变化。据风力涡轮机的平均风速频谱校正定点频谱。波器的传递函数为（6）其中：asf是经验值（asf = 0〜55），bsf是描述风轮不同点处风速之间关系的参数，bsf =γsf（ r / vs），γsf= 1.3，vs.轮毂上的平均风速。转采样波包含确定转子转矩变化的因素，该转矩取决于定点风速湍流部分处叶片的旋转运动。给定的时刻，叶片中风的波动特性与定点风速模型的特性不同。轮模型获得风轮转矩的参考值，并将其发送到阻力系统的控制单元，风轮的俯仰角和速度是风系统的返回值。扇。过使电动机的转子磁通保持恒定，转矩与isq呈线性关系，并且isd控制电动机励磁电流。据转子轴电流公式（10）：p是微分算子。着变换器转子的变化，在转子绕组中感应的电流也相应地变化。过将公式（10）替换为公式（7）并修改r，可以根据公式（11）控制定子励磁电流，并执行强制励磁。环定子电流调节器设计为d和q轴组件。据风力涡轮机的转矩和功率波动特性，给出电动机TM *的输出转矩的参考值，以形成转矩外环的控制。过外部回路控制获得电流参考值，并形成电动机定子电流，形成abc以形成内部电流回路控制以及usd *轴的电动机电压参考值d和q。usq *被获得。频器的矢量控制如图5所示。变桨系统中，从系统充当执行器，位置和速度命令由主控制系统发出。于变桨系统的电气动态响应时间比机械动态响应时间小得多，因此等效设计步骤执行器模型为（12）其中：τβ是时间常数。

　　了补偿风轮的非线性空气动力学特性，通过变桨系统增益规划算法对其进行调整，并且设计控制器在图2中示出。6.在图6中，风扇根据操作的不同阶段设置速度目标值g *，并将速度目标值与实际速度进行比较，并将其用作变桨控制器的输入。定不同叶片位置的风能利用系数的差异，引入1 / G（发送）增益计划以修改桨距角调整系数和桨距角的速度。改仅限于实现刀片的稳定运行。于驱动电机和电力电子设备用于模拟风力涡轮机的扭矩特性，因此该系统具有一定的滞后性。外，当冷库启动并连接到网络并且叶片仍处于开放状态时，发电机的速度同时会受到变桨距和扭矩控制器的限制。距控制器根据转速偏差改变桨距角控制，并且扭矩控制器根据转速差改变扭矩控制，并执行联接命令关于旋转速度。了提高系统响应速度，冷库服务器尽快到达目标位置以吸收大功率，并提供了可变增益变速控制，以实现对速度和性能的最佳控制。能的连续性，也就是说目标必须永久保持系统g的输出。度参考值g，可选。启动过程中，俯仰控制优先于转矩控制，因此大大提高了冷藏单元的速度。叶片到达目标位置时，扭矩控制优先于变桨控制，此后变桨控制主要控制冷藏单元的标称功率。磁和双功率风力涡轮机因其结构和特性不同而具有不同的转矩控制算法。
　　磁风力涡轮机的励磁电流通常被设置为零，并且双风力涡轮机转子的励磁电流随着旋转速度而变化。证了采用矢量控制的永磁和双功率风力发电机仿真控制，其具体控制算法与文献一致。风速达到3 m / s时，风冷存储单元开始启动，在达到网络连接速度之前，黎明处于开放阶段，俯仰角，风轮转矩和速度低。时，主要对风力涡轮机进行仿真。距系统。据转速的变化，通过主控制系统调节桨距角，并通过风速控制方法根据风速和桨距角选择最佳的Cp值。换表，计算出风轮转矩的参考值。力系统使用扭矩调节器来计算扭矩电流isq *的参考值。流调节器获得电压的参考值，并向电源模块发送PWM信号。风扇达到电网连接速度时，电网侧转换器终止电容器充电，并且机器侧转换器开始动态调整励磁电流。于永磁风力涡轮机，转换器直接调节扭矩电流以在电网上发电。于双馈风力涡轮机，转子励磁电流使发电机定子产生电压，检测定子电压满足网络连接要求，闭合网络开关并调节电压。对扭矩来发电。果不满足网络连接要求，则变桨系统将速度保持在网络速度以下。风能冷库连接到电网时，主控制系统将根据回程电磁转矩和转速获得变矩器转矩的参考值，从而可以进行模拟主要是风力涡轮机，发电机和变桨系统。旦建立了到网络的连接，冷库单元就释放能量，负载增加，风轮的扭矩增加，并随风能而变化。达到额定风速时，变桨系统将产生的功率保持在额定功率以下。风速低于起始风速时，发电机的给定转矩降为零，转换器与电网断开，叶片处于托盘的输出阶段。了验证所提出的用于并网制冷存储单元的风力涡轮机仿真控制算法的有效性，将永磁风力涡轮机用于仿真分析以执行以下功能：当电源电压下降时，低电压交叉。电源电压下降时，转换器的总线电压急剧增加，并且网络的输出电流增加。统的低压栅极控制策略在定子和DC总线环路上增加了额外的环路，或者增加了转换器的过电流和浪涌能力，从而增加了冷库的成本。此，提出了一种改进的变流器和电机侧控制策略，并对风电系统的仿真算法进行了改进。电网电压出现故障时，发电机的输出功率会迅速而有效地降低。了在电网故障时稳定直流母线电压，提出了以下形式的低压转矩和转矩控制算法（14）：Kβ，Tβ易受电网故障的影响。
　　骤命令报告；积分系数udc *和udc是直流母线电压的参考值和实际值； Vg是电源电压的标准值。检测到电网电压小于0.9时，将转矩和螺距指令切换到控制算法，如公式（12）所示。低压故障持续超过625 ms的允许时间而没有恢复时，冷风能量存储单元必须完全停用，并且直流母线电容器的并联放电电路应保持2到3 s 。载电路如图7所示。总线电压超过指定值时，将使用卸载电路。单纯的能量消耗电路相比，其结构简单，功耗低，并且没有必要考虑更多的成本和散热问题。载电路由一个电阻和一个IG-BT组成。电阻值表征了冷库单元抵抗通过它的功率的能力。过对永磁风力发电机仿真的控制策略建模，通过仿真的低压路径，永磁风力发电机系统的参数：齿轮比i = 1，风力发电机叶片数3，叶片半径62.94m，砂轮转速0〜20rpm；额定风速12 m / s;电机额定功率15 kW；电机额定电压400 V;电机额定电流30 A;电机额定频率51 Hz;电机额定转速1，500 rpm;额定功率10 kW； 380 V发电机定子的标称电压；发电机额定定子电流30 A; 50 Hz发电机的标称频率；发电机额定转速110 rpm;发电机定子电阻0.9Ω; 4.2Ω发电机的轴向电抗； 16.6Ω发生器的横向电抗；直流总线电压为580V。真时间为1 s。0.03 s时，电源电压下降至20％，下降时间降至625 ms。真结果如图8至10所示。8显示了网络电压降曲线。图9所示，在市电电压下降时，母线电压会增加，发电机的功率会立即从10 kW降低至约2 kW。电后，母线电压逐渐恢复。电源电压恢复到0.655 s时，电源也将遵循正常值，并且由于功率的高变化率，总线电压会发生波动（请参见图10）。磁风力涡轮机的低压套管功能是在风力涡轮机模拟控制策略的基础上执行的。了验证连接到双功率风力涡轮机网络的风力涡轮机蓄冷装置的风力涡轮机模拟控制算法的效率和真实性，测试平台添加了10 kW和兆瓦的冷库。能冷库的基本功能。冷库模型中，电动机直接由电动机驱动，轮毂由齿轮驱动。应电动机由变频器控制，双发电机由基于矢量控制的双PWM转换器控制。服电机用于驱动托盘以打开和关闭托盘。型如图11所示。电源风力发电系统参数：速度范围连接到网络的800〜1500 RPM；齿轮比97;机械制动方式，用于高速轴液压制动；双电源10 kW的交流发电机的标称功率;定子额定电压380 V定子额定电流22 A;转子额定电流5.7 A;转子开路电压1047 V;额定转速1200 rpm;定子电阻0.73Ω;定子电抗0.66Ω;励磁电抗22.8Ω;转子电阻0.59Ω;电抗为1.29Ω，风力涡轮机仿真系统的参数与永磁风能系统兼容。控制系统调用由美国可再生能源实验室开发的FAST软件生成的湍流风速，冷库安装从而使风力涡轮机仿真系统吸收风能并开始进行双馈冷库。达到连接到网络的速度时，发电机以连接到网络的状态输入励磁电流。过计算计算出转子转矩，通过拖动电动机对发电机进行仿真和驱动，给定变频器的功率因数为1.0，双馈冷库的测试结果在图12-17。据上面的结果，大约3秒钟后，模型冷藏库开始集成到网络中。着倾斜角度的增加，模型存储单元吸收的模拟风力不断增加，发电机扭矩增加，发电机功率和风轮的模拟扭矩增加。并且倾斜角度增加到0°。管风速的变化波动很大，但是在阻力系统中模拟风轮的扭矩变化趋势却比较柔和。着Cp的值连续上升，在冷藏单元的启动期间，叶片控制旋转速度，并处于快速上升阶段。机器处于正常运行状态时，叶片的位置相对稳定，并且旋转速度由发电系统的扭矩控制，该扭矩处于稳定的变化范围内。能的利用系数Cp的值在25 s左右突然变化，从而导致风力涡轮机的速度和扭矩发生波动。30 s后，Cp值逐渐稳定，冷库单元逐渐稳定。了进一步验证发动机扭矩模拟特性，一旦上述模型机的电网连接测试稳定后，就记录了80 s的发动机数据，如图18-20所示。图18可以看出，由于风速变化很大，因此模型由冷藏单元的阻力系统控制，并且发动机风轮的模拟扭矩受到风速，转矩波动等参数与实际情况基本相同。期的测试结果。电动机转矩偏差执行PI控制，计算转矩电流参考值，并且转矩电流偏差通过电流控制器以控制电动机输出转矩。试结果表明，实际实际值比跟踪参考值更稳定，并且与实际转矩变化波形基本一致，动态转矩调整响应为如图19和20所示，速度更快，使用最佳速度方法获得了最大的风能监视，并针对永磁体和双功率风力涡轮机进行了仿真和实验。分别。藏库的模拟控制策略已得到验证和改进。扭矩控制应用于风力涡轮机仿真，以获得更精确的转子扭矩特性仿真。试结果表明，速度的最佳跟踪可以确保旋转风力涡轮机的扭矩特性具有更大的稳定性。连接到电网之前，风扇速度受螺距角限制，并且风力涡轮机扭矩较低。络连接后，在打开阶段速度会增加，并且扭矩控制器和变桨控制器会同时控制速度。用提出的基于变速PI的变速控制算法，进行了速度优先控制，从而使叶片快速到达目标位置，并实现了冷库单元的效率。进。
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