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直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略 被引量:237
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作者 尹明 李庚银 +2 位作者 张建成 赵巍然 薛轶峰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第15期61-65,共5页
以永磁体励磁多极直驱式同步风力发电机组(directly driven wind turbine with permanent magnet synchronous generators,D-PMSG)为对象,建立了包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型的D-PMSG数学模型,提出了风力机桨距角和发电机... 以永磁体励磁多极直驱式同步风力发电机组(directly driven wind turbine with permanent magnet synchronous generators,D-PMSG)为对象,建立了包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型的D-PMSG数学模型,提出了风力机桨距角和发电机转速的控制策略:桨距角的控制策略中以风速和发电机功率为输入信号,采用比例–积分控制很好地反映了不同风速对桨距角控制的不同要求;发电机转速控制策略中采用dq同步旋转坐标下的矢量控制方法,用d轴电流控制无功功率,用q轴电流控制转速,既实现了机组的解耦控制,又充分利用了发电机容量。运用Matlab/Simulink建立了D-PMSG仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真,结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。 展开更多
关键词 风力发电 同步风力发电机组(d-pmsc) 桨距角控制 转速控制 变速
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直驱式永磁同步风力发电机组低电压穿越研究 被引量:2
2
作者 宋雨倩 王印松 刘萌 《仪器仪表用户》 2012年第6期72-74,共3页
本文对直驱式永磁同步风力发电机组的低电压穿越方案进行了研究,综述了国内外主要的LVRT方案,列举了改进的控制策略,并对常用的Crowbar保护方案进行了分类总结,讨论了各自的优缺点。分析表明,电网故障时可以采用多种方法结合的方式平稳... 本文对直驱式永磁同步风力发电机组的低电压穿越方案进行了研究,综述了国内外主要的LVRT方案,列举了改进的控制策略,并对常用的Crowbar保护方案进行了分类总结,讨论了各自的优缺点。分析表明,电网故障时可以采用多种方法结合的方式平稳实现LVRT。 展开更多
关键词 同步风力发电机组 低电压穿越 控制策略
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直驱式永磁风力发电机组并网控制 被引量:10
3
作者 杨晓萍 郭鑫 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期121-126,共6页
为了省去直驱式永磁同步风力发电机组D-PMSG(direct-drive permanent magnet synchronous genera-tors wind turbine)串接的交-直-交变流器,减少初期投资费用,文中设计了D-PMSG并网控制策略。通过对交-直-交变流器的控制,使发电机定子... 为了省去直驱式永磁同步风力发电机组D-PMSG(direct-drive permanent magnet synchronous genera-tors wind turbine)串接的交-直-交变流器,减少初期投资费用,文中设计了D-PMSG并网控制策略。通过对交-直-交变流器的控制,使发电机定子电压与低频母线电压满足准同期并网条件时,短接串连在主电路中的双PWM变流器,将发电机定子直接连接在箱式变压器上,电能以低频传输到背靠背换流站,在换流站变换为工频送入电网。运用PSCAD/EMTDC软件仿真了两台机组的并网过程,并分析了并网控制策略的经济成本,结果表明这种并网方法具有一定的可行性。 展开更多
关键词 风力发电 同步电机 并网控制 变流器
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铁损对直驱式永磁同步风力发电机组特性的影响 被引量:1
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作者 陈谦 高仕红 +2 位作者 马紫琬 董岳昆 黄京 《湖北民族大学学报(自然科学版)》 CAS 2022年第1期110-114,共5页
为精确模拟实际运行的风电机组,针对传统直驱式永磁同步风力发电机组(direct-drive permanent magnet synchronous generator, D-PMSG)在建模时没有考虑发电机定子铁损的问题,结合风电机组独有的特性,基于d-q等效电路模型导出了考虑铁... 为精确模拟实际运行的风电机组,针对传统直驱式永磁同步风力发电机组(direct-drive permanent magnet synchronous generator, D-PMSG)在建模时没有考虑发电机定子铁损的问题,结合风电机组独有的特性,基于d-q等效电路模型导出了考虑铁损的永磁电机数学模型.在Matlab/Simulink环境中构建了考虑铁损的D-PMSG仿真模型,研究铁损对D-PMSG机械及电气性能的影响.仿真结果验证了所建模型的正确性及考虑铁损的必要性. 展开更多
关键词 风力发电 同步风力发电机组 铁损 损耗模型
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直驱式永磁同步风力发电机双模功率控制策略的仿真研究 被引量:36
5
作者 廖勇 庄凯 +2 位作者 姚骏 李辉 何金波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第33期76-82,共7页
在分析变桨距执行机构动作滞后及变桨速度限制带来的功率波动问题基础上,针对直驱式永磁同步风力发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)系统,提出全风况下结合变桨距控制的双模功率控制策略。低于额定风速时,采用基于转... 在分析变桨距执行机构动作滞后及变桨速度限制带来的功率波动问题基础上,针对直驱式永磁同步风力发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)系统,提出全风况下结合变桨距控制的双模功率控制策略。低于额定风速时,采用基于转速反馈的最大风能跟踪控制;高于额定风速时,根据发电机额定功率和即时转速设定参考电磁转矩,将发电机输出有功功率限定在额定值附近;并给出了双模控制系统中2种控制模式之间平滑切换(smooths witching)的具体规则。对双模功率控制策略下的一台2MW直驱式PMSG系统进行仿真研究,验证了该控制策略的正确性和有效性。相对于采用传统控制策略的直驱式PMSG系统,该控制策略能够在额定风速以上获得更为平稳的有功功率输出。 展开更多
关键词 风力发电 同步发电机 变桨距控制 功率平稳 双模功率控制 平滑切换
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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 被引量:24
6
作者 刘丹 李强 冯承超 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期141-145,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 风力发电 同步发电机 爬山法 梯度变步长
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直驱式方波永磁同步风力发电机控制系统仿真 被引量:7
7
作者 陈益广 王志强 沈勇环 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第18期5849-5853,共5页
根据直驱型风力发电系统中风机惯性大、转速调节响应慢的特点,提出了一种改进的最大功率追踪(MPPT)的控制方法,并与传统的MPPT控制方法进行了对比。根据功率平衡的思想,结合交-直-交功率变换装置的结构特点,所提出的电气控制策略实现了... 根据直驱型风力发电系统中风机惯性大、转速调节响应慢的特点,提出了一种改进的最大功率追踪(MPPT)的控制方法,并与传统的MPPT控制方法进行了对比。根据功率平衡的思想,结合交-直-交功率变换装置的结构特点,所提出的电气控制策略实现了升压电路和逆变器的分别控制。搭建了直驱式方波永磁同步电机风力发电系统中风速、风机、方波永磁同步发电机、Boost升压电路、电压型并网逆变器及其控制部分的仿真数学模型。以突变风为例,对1.5MW直驱式永磁风力发电系统进行了仿真研究。仿真结果表明新的控制方法能够保证发电系统稳定的运行。 展开更多
关键词 方波同步发电机 风力发电 仿真
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直驱式永磁同步风力发电机不对称故障下的改进控制 被引量:2
8
作者 庄凯 廖勇 +2 位作者 刘刃 姚骏 李辉 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期76-84,共9页
在分析直驱式永磁同步风力发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)全功率变换器功率特性基础上,推导了直流侧电压、并网电抗器功率及网侧输出功率之间的关系,提出了不对称故障下系统的改进控制策略,以实现该型机组的低电... 在分析直驱式永磁同步风力发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)全功率变换器功率特性基础上,推导了直流侧电压、并网电抗器功率及网侧输出功率之间的关系,提出了不对称故障下系统的改进控制策略,以实现该型机组的低电压穿越。该控制策略基于电网侧变换器、电机侧变换器功率平衡协调控制思想,将电网跌落信息反馈给电机侧变换器,实现两个变换器的协调控制;同时,在直流侧电压维持在安全范围内的前提下,采用弱控制,以一定的直流侧电压波动为代价,达到消除网侧有功功率2倍频波动的目的。仿真研究结果表明,基于功率平衡协调控制的改进控制策略可较好的实现直驱式永磁同步风力发电机的不对称故障穿越。 展开更多
关键词 风力发电 同步发电机 不对称故障穿越 2倍频波动 电压控制 功率平衡控制
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基于神经网络的半直驱永磁同步风力发电机组有功功率控制 被引量:1
9
作者 张珍珍 邹见效 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期130-136,共7页
针对半直驱风力发电机组,提出了一种基于神经网络的有功功率控制方法,分别对变桨控制器和转速控制器进行设计,实现机组在额定功率控制模式和非额定功率的恒功率控制模式的有功功率控制。着重研究了转速控制算法,采用线性反馈化方法对系... 针对半直驱风力发电机组,提出了一种基于神经网络的有功功率控制方法,分别对变桨控制器和转速控制器进行设计,实现机组在额定功率控制模式和非额定功率的恒功率控制模式的有功功率控制。着重研究了转速控制算法,采用线性反馈化方法对系统模型进行处理,然后根据动态面控制算法设计转速控制器,并利用RBF神经网络逼近特性避免由于对具有非线性特性风力发电机组线性化而导致的模型不确定性问题。最后基于MATLAB/Simulink平台,将该功率控制方法应用于2 MW半直驱永磁同步风力发电机组,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 同步风力发电机组 有功功率 反馈线性化 动态面控制 神经网络 风电 功率控制
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直驱永磁同步风力发电机组仿真系统 被引量:1
10
作者 周翠云 《可编程控制器与工厂自动化(PLC FA)》 2010年第8期99-104,共6页
为了促进我国在风力发电系统的理论研究和应用的快速发展,根据国内外研究成果,本文研究并搭建了直驱式永磁同步风力发电机组模型。通过将仿真模型模块化实现模块算法,实现了风力发电仿真软件的编写,最后利用该仿真软件平台验证该直驱式... 为了促进我国在风力发电系统的理论研究和应用的快速发展,根据国内外研究成果,本文研究并搭建了直驱式永磁同步风力发电机组模型。通过将仿真模型模块化实现模块算法,实现了风力发电仿真软件的编写,最后利用该仿真软件平台验证该直驱式风力发电机组模型的正确性。仿真结果显示了该仿真软件的实用性,以及模型的正确性。 展开更多
关键词 风力发电系统 仿真软件 同步风力发电机组
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直驱式永磁同步风力发电机的H_∞控制 被引量:1
11
作者 蔡超豪 《电气自动化》 2011年第5期21-23,44,共4页
研究了直驱式永磁同步风力发电机的H_∞控制,应用直接反馈线性化,建立了鲁棒控制模型,采用H_∞控制理论得出控制律,算法简明实用。仿真表明,H_∞控制可以保证在风速变化、系统参数不确定和外部干扰的情况下,直驱式永磁风力同步发电机仍... 研究了直驱式永磁同步风力发电机的H_∞控制,应用直接反馈线性化,建立了鲁棒控制模型,采用H_∞控制理论得出控制律,算法简明实用。仿真表明,H_∞控制可以保证在风速变化、系统参数不确定和外部干扰的情况下,直驱式永磁风力同步发电机仍能安全可靠地获取最大风能,向电网输送恒频恒压的电能。 展开更多
关键词 风力发电机 同步风力发电机 H∞控制
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直驱永磁同步风力发电机组研究及相关问题阐述 被引量:2
12
作者 熊恒 《科技创新与应用》 2016年第26期202-202,共1页
直驱永磁同步风力发电机组作为我国风能转换的重要组成部分,起到了重要的作用和意义。文章针对直驱永磁同步风力发电机组的形式进行了简要的分析和研究,并且对直驱永磁同步风力发电机组相关的问题,进行了简要的分析和阐述,以此全面的提... 直驱永磁同步风力发电机组作为我国风能转换的重要组成部分,起到了重要的作用和意义。文章针对直驱永磁同步风力发电机组的形式进行了简要的分析和研究,并且对直驱永磁同步风力发电机组相关的问题,进行了简要的分析和阐述,以此全面的提升了直驱永磁同步风力发电机组的经济效益,更为我国风力发电行业的发展,提供了重要的信息和数据,起到了重要的意义和作用。 展开更多
关键词 同步风力发电机组 相关问题 风力发电行业
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直驱型永磁同步风力发电机机侧变流器谐波抑制 被引量:30
13
作者 肖磊 黄守道 +2 位作者 黄科元 陈自强 熊山 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期31-37,共7页
永磁同步发电机定子电流中含有大量谐波,会大大增加电机的铜耗与铁耗,降低发电机组效率。该文利用谐振控制器对交流信号无差控制,针对定子电流中的主要谐波,采用谐振角频率可变的比例积分谐振控制器(PI-resonant controller,PI-RES cont... 永磁同步发电机定子电流中含有大量谐波,会大大增加电机的铜耗与铁耗,降低发电机组效率。该文利用谐振控制器对交流信号无差控制,针对定子电流中的主要谐波,采用谐振角频率可变的比例积分谐振控制器(PI-resonant controller,PI-RES controller)提出一种新的机侧变流器控制策略,在转子同步旋转坐标系下对定子电流进行控制,对指定次谐波进行抑制。仿真与实验结果表明,所述控制策略对指定次谐波电流抑制效果明显,提高了发电机组的效率。 展开更多
关键词 风力发电 谐振控制器 谐波抑制 同步发电机 变流器
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直驱永磁同步风力发电机无位置传感器控制 被引量:11
14
作者 赵仁德 刘星 +2 位作者 马帅 王平 陈天立 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期13-17,22,共6页
为了在无位置传感器的情况下,实现对直驱式永磁同步风力发电机的矢量控制,研究用简化卡尔曼滤波器进行电机转子位置和转速估计的方法。选取转子位置和转速作为状态变量,两相定子电流作为输入,建立了基于简化卡尔曼滤波器的永磁同步发电... 为了在无位置传感器的情况下,实现对直驱式永磁同步风力发电机的矢量控制,研究用简化卡尔曼滤波器进行电机转子位置和转速估计的方法。选取转子位置和转速作为状态变量,两相定子电流作为输入,建立了基于简化卡尔曼滤波器的永磁同步发电机状态估计离散模型,采用转子磁场定向的控制策略,实现了无位置传感器矢量控制。仿真结果表明:这种方法能够准确估计出电机的转子位置和转速信息,动静态性能良好,并基于此实现了最大功率追踪控制。 展开更多
关键词 风力发电 同步发电机 简化卡尔曼滤波器 无位置传感器控制 矢量控制
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直驱永磁同步风力发电机灰色预测PI控制 被引量:2
15
作者 王明东 何胜祥 +1 位作者 李晓蕾 李忠文 《水电能源科学》 北大核心 2021年第5期189-192,共4页
随着高性能优质永磁材料的研发和大功率变流技术的发展,直驱式永磁同步风力发电机(D-PMSG)得到越来越多的应用,风电系统具有的时变性和非线性使得传统的控制方法很难取得令人满意的控制效果。为此,基于D-PMSG机侧PI控制,在最大功率点跟... 随着高性能优质永磁材料的研发和大功率变流技术的发展,直驱式永磁同步风力发电机(D-PMSG)得到越来越多的应用,风电系统具有的时变性和非线性使得传统的控制方法很难取得令人满意的控制效果。为此,基于D-PMSG机侧PI控制,在最大功率点跟踪(MPPT)下,提出一种灰色预测与传统PI控制相结合的方法,搭建了包括D-PMSG和灰色预测PI控制器的风电控制系统仿真模型。仿真结果表明,与传统的PI控制相比,灰色预测PI控制具有响应更快、鲁棒性更好、超调量更小等优点。 展开更多
关键词 同步风力发电机 PI控制 灰色预测 双闭环控制 MPPT
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直驱式永磁风力发电机机侧PWM整流器的建模与仿真 被引量:3
16
作者 张婷婷 吴新开 +1 位作者 刘洋 张敏海 《电气传动自动化》 2012年第1期35-39,共5页
采用等效电路的方法,建立了包括风力机、发电机侧PWM整流器在内的直驱式永磁风力发电机的机侧数学模型,应用坐标变换将三相静止坐标系上的数学模型转化成了d-q旋转坐标系上的数学模型。采用电流内环和电压外环的双闭环控制策略,并利用Ma... 采用等效电路的方法,建立了包括风力机、发电机侧PWM整流器在内的直驱式永磁风力发电机的机侧数学模型,应用坐标变换将三相静止坐标系上的数学模型转化成了d-q旋转坐标系上的数学模型。采用电流内环和电压外环的双闭环控制策略,并利用Matlab/Simulink软件平台搭建了系统的仿真模型并进行仿真。仿真结果证明了机侧功率因数控制的可行性与有效性。 展开更多
关键词 同步风力发电机组 坐标变换 数学建模 SIMULINK
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直驱式永磁同步风力发电机的改进Backstepping控制策略
17
作者 王玉婷 王国栋 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第5期34-37,41,共5页
文章推导出网侧变换器在系统参数以及外界干扰影响下的动态模型,提出了改进的Backstepping控制策略,通过引入集总不确定量以及Sgn函数,提高了网侧变换器应对外界干扰的控制效果。此外,依据Lyapunov稳定性判定证明了所提控制策略的稳定... 文章推导出网侧变换器在系统参数以及外界干扰影响下的动态模型,提出了改进的Backstepping控制策略,通过引入集总不确定量以及Sgn函数,提高了网侧变换器应对外界干扰的控制效果。此外,依据Lyapunov稳定性判定证明了所提控制策略的稳定性。仿真研究结果表明,文章所提出的控制策略有效改善了网侧变换器对直流母线电压的控制效果以及输入电网的电能质量。 展开更多
关键词 风力发电 同步发电机 BACKSTEPPING 电能质量
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直驱式永磁同步风力发电系统的并网控制 被引量:9
18
作者 蔺红 晁勤 荆剑 《电测与仪表》 北大核心 2010年第2期21-25,共5页
本文针对新疆金风公司1.5MW直驱式永磁同步风力发电系统,采用多变流器并联的方式,应用基于电网电压定向的电压、电流双闭环矢量控制策略,实现并网逆变控制。仿真实验结果表明,采用该控制策略实现了独立调节系统输出的有功功率和无功功率... 本文针对新疆金风公司1.5MW直驱式永磁同步风力发电系统,采用多变流器并联的方式,应用基于电网电压定向的电压、电流双闭环矢量控制策略,实现并网逆变控制。仿真实验结果表明,采用该控制策略实现了独立调节系统输出的有功功率和无功功率,注入电网的电流为正弦波,馈入电网的谐波畸变率很小,且系统具有良好的动静态性能。 展开更多
关键词 风力发电系统 同步发电机 变流器 矢量控制
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直驱式永磁同步风电机组机侧PWM控制 被引量:7
19
作者 孙延昭 黄守道 +1 位作者 黄科元 佘峰 《电气传动》 北大核心 2009年第11期42-44,共3页
在介绍永磁同步发电机(PMSG)d,q轴数学模型和矢量控制理论基础上,提出在直驱式永磁同步风电系统机侧采用PWM控制方式,通过转子磁场定向控制策略,实现有功无功功率解耦控制,减小了损耗,并且较好地控制了转速。利用Matlab/Simulink进行仿... 在介绍永磁同步发电机(PMSG)d,q轴数学模型和矢量控制理论基础上,提出在直驱式永磁同步风电系统机侧采用PWM控制方式,通过转子磁场定向控制策略,实现有功无功功率解耦控制,减小了损耗,并且较好地控制了转速。利用Matlab/Simulink进行仿真,并给出了仿真结果。同时搭建了基于TMS320F2808控制器的试验平台,对该控制策略进行了实验,实验结果验证了该控制系统的正确性与可行性。 展开更多
关键词 同步发电机组 矢量控制 转子场定向
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基于非线性动力学的分数阶直驱式永磁同步发电机建模与性能分析 被引量:1
20
作者 解骞 李佳鑫 +2 位作者 贾业萌 杨晓萍 郭舵 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第3期441-450,共10页
本文主要研究分数阶直驱式永磁同步风力发电机(分数阶D-PMSG)的动力学行为,旨在探究不同参数、不同阶数下系统的运动状态及性能特征。首先,利用一个实际的发电机参数,建立D-PMSG的分数阶数学模型,同时为了降低系统参数的复杂性,以便对... 本文主要研究分数阶直驱式永磁同步风力发电机(分数阶D-PMSG)的动力学行为,旨在探究不同参数、不同阶数下系统的运动状态及性能特征。首先,利用一个实际的发电机参数,建立D-PMSG的分数阶数学模型,同时为了降低系统参数的复杂性,以便对其进行动力学行为分析,本文通过仿射变换的方法,构建了分数阶D-PMSG模型的紧凑表达形式。在此基础之上,对所构建的分数阶D-PMSG在不同阶数、参数下进行数值仿真,得到相应的分岔图、功率谱和相图等,对系统的动力学特性及性能进行分析,同时获得了系统脱离混沌状态时系统参数与阶数之间的关系曲线。这些分析结果可为D-PMSG在实际设计、运行及控制方面提供一定的理论基础。 展开更多
关键词 同步风力发电机 分数阶 非线性动力学 数学建模 分岔理论
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