基于动态面控制的液压型风力发电机组稳速控制研究

针对液压型风力发电机组液压调速系统稳速控制问题,建立了风速、风力机特性数学模型和定量泵-变量马达液压调速系统的关键参数状态方程.提出了一种基于动态面控制的稳速输出控制方法,并对其控制律进行推导分析,采用动态面控制原理对变量马达转速进行多闭环控制,并对30kVA液压型风力发电机组进行了仿真和实验研究.结果表明:该方法具有较好的控制效果,对风力机输入的时变性和不确定性具有良好的抑制作用,实现了机组的稳速控制.     

液压型风力发电机组最优功率追踪控制方法研究

为研究风力发电机组风能利用率,对液压型风力发电机组的风力机特性和液压主传动闭式系统进行建模分析,提出一种变步长的最优功率追踪控制方法.该方法根据风力机角速度和发电功率判断风力机运行区间,依据不同的运行区间对给定功率进行实时调整,通过控制发电功率间接控制风力机角速度,实现最优功率追踪控制.基于30kVA液压型风力发电机组实验平台进行仿真和实验研究.结果表明:采用变步长最优功率追踪控制方法,系统压力和发电功率可准确地跟踪风速变化,该方法具有良好的控制效果.     

液压型风力发电机组低电压穿越双变量协调控制研究

以液压型风力发电机组为研究对象,研究液压型机组低电压穿越控制问题。结合风电机组低电压穿越要求和液压型风力发电机组工作原理,提出一种比例节流阀开口度与变量马达摆角双变量联合控制的低电压穿越的控制方法。建立机组的数学模型,基于能量耗散原理和动态面控制方法构造低电压穿越双变量控制器。依托30 k VA液压型风力发电机组半物理仿真实验台进行仿真和实验研究,实现了低电压穿越过程中机组液压系统传输功率和输出转速的高精度控制,为液压型机组的低电压穿越控制的进一步研究奠定基础。     

液压型风力发电机组功率追踪及功率平滑多目标控制研究

以液压型风力发电机组为研究对象,针对低风速条件下液压型机组的最佳功率追踪和功率平滑多目标寻优控制问题进行研究。建立液压型风力发电机组逆系统模型,分析模型非线性形式,确定逆系统的解耦方法,利用逆系统的方法设计液压系统转矩控制器,实现最佳功率追踪控制。通过线性二次型最优控制方法,设计功率追踪与功率平滑的多目标优化控制器。依托30 k VA液压型风力发电机组实验台进行仿真和实验研究,验证了该方法的可行性。仿真和实验结果表明该方法具有较好的控制效果,在保证最佳功率追踪的同时实现了功率平滑控制。研究结果对液压型风力发电机组具有重要的理论意义和工程价值。     

液压型风力发电机组并网转速双变量控制研究

以液压型风力发电机组为研究对象,在介绍液压型风力发电机组的工作原理与工作条件的基础上,提出一种比例流量阀与变量马达摆角双变量联合控制的新型转速控制方法。通过建立机组数学模型,利用反馈线性化方法解决系统非线性问题,构造双变量跟踪控制器,实现机组在风速波动与发电机端负载扰动下顺利并网,最后利用Matlab/Simulink仿真验证控制策略的可行性。     

液压型风力发电机组最佳功率追踪控制研究

针对液压型风力发电机组能量转化效率问题,以最佳机组输出功率为控制目标,提出了两种最佳功率追踪方法。以30 k VA液压型风力发电机组实验平台为基础,研究所提出控制方法的可行性与控制特点。仿真和实验结果表明:直接压力控制的最佳功率追踪控制方法简单易行,但其准确性易受系统效率影响;考虑系统效率时,系统压力和风力机转速联合控制的最佳功率追踪控制方法具有更精确的追踪效果。     

液压型风力发电机组主传动系统稳速控制研究

以液压型风力发电机组定量泵-变量马达主传动系统为研究对象,建立液压主传动系统数学模型和传递函数,针对励磁同步发电机并网运行对变量马达稳速输出控制要求及系统模型中存在的相乘非线性,利用小信号线性化方法建立一种在稳定转速附近的抗干扰控制方式。分析变量马达斜盘基准折算值、马达斜盘调整机构阀控缸响应速度、不同定量泵转速阶跃对转速控制系统的影响规律,以仿真和实验验证稳速控制方法的鲁棒性。     

控制系统引起的风力机传动系统失稳扭振

针对某型1500kW风力发电机组振动故障诊断及治理经验,建立风力发电机组传动系统扭转振动模型,结合风力发电机组的气动特性和控制规律,分析传动系统扭转振动的稳定性,重点比较分别用风轮转速和发电机转速作为控制输入信号对稳定性的影响.结果表明,用发电机转速作为控制输入信号,使系统趋于稳定;而用风轮转速作为控制输入信号,则负载转矩变成失稳激振转矩,在临近额定转速时,会使风力发电机组发生扭转失稳振动.因此,不论何种机型(双馈或者直驱)均不宜用风轮转速作为发电机控制输入信号.     

小型风力发电机组系统优化设计

基于小型风力发电机组整个系统，从风机的风轮，发电机，回转部分的设计，风机的调速方法，风机的控制与变流问题，风机的稳定问题等几方面探讨了如何优化设计小型风力发电机系统的方法。     

双馈风力发电机组并网控制策略及性能分析

为了实现双馈风力发电机组无冲击电流并网,基于电网电压定向矢量控制技术,提出了一种考虑转子电流动态调节特性的双馈风力发电机组空载并网控制策略。基于Matlab/Simulink仿真平台,建立了双馈风力发电机系统及其并网控制的数学模型,并对不同初始运行转速的双馈风力发电机组的自动并网运行特性进行了仿真。仿真实验结果证明无论初始转速为同步转速,还是超、亚同步转速,利用提出的并网控制策略,双馈风力发电机组能很好快速地建立定子电压,并网过渡过程定子电流基本没有冲击。     

输入加权移步预测控制器在水轮机控制中的仿真

通过对输入信号的加权及对前向移动预测的输出信号进行约束，获得了一种超调小，过渡过程快的预测控制器。在水轮机调速控制中的仿真研究验证了该方法的有效性。     

水轮机调整器并联型液压控制系统

在详细分析水轮机调速器流压控制系统的结构和工况的基础上,提出了一种新型的水轮机调速器液压控制系统,水轮机调速器并联型液压控制系统。它由1个可连续调节流量的小流量阀和1个开关型的大流量阀构成的并联系统完成自动调节控制。对它的控制策略及稳定性进行了分析,并对比例阀和方向阀并联系统进行了讨论。     

基于模糊小脑模型的水轮机调速控制

水轮机调速器是控制水轮机输出机械功率的关键设备．是水轮发电机组控制的重要内容。针对非线性复杂时变水轮机调速器．研究了一种模糊小脑模型关节控制器,该智能控制器是一种模糊逻辑与小脑模型关节控制器的结合,集中了二者的优点和长处。分析了该控制器的结构、具体实现以及学习优化。仿真实验表明该智能控制器的实际效果良好。     

汽轮机液压调节系统与数字电液控制系统的分析比较

从工作原理、主要功能、静态和动态特性几个方面对汽轮机液压调节系统和数字电液控制系统进行了分析比较,说明了数字电液控制系统具有调节速度快、精度高,可在线修改速度变动率、可实现汽轮机自启停控制和阀门管理等特点。     

Modeling,simulation and control of a wind turbine with a hydraulic transmission system

A complete mathematical model of a hydraulic transmission concept for use in wind turbines is presented. The hydraulic system transfers the power from the nacelle to ground level. The main focus has been to develop a model that takes into account the most important dynamics affecting the wind turbine and the hydraulic transmission system involved, such that the model can be used to analyze the dynamic feasibility of a hydraulic transmission concept. Further, dynamic analysis of a hydraulic transmission system for wind turbines is investigated. The nonlinear dynamic model is developed in MATLAB Simulink. Analytical calculation of natural periods of a linearized model corresponds well with simulations of the overall system. A valve control system is proposed to reduce pressure and power fluctuations at operation both below and above the rated wind speed for the wind turbine. Further, a blade pitch control system based on an aerodynamic power estimator is proposed for operation above the rated wind speed. System simulations for one case below and one case above the rated wind speed show that the dynamic response of the overall system is stable and that the wind turbine variables are within typical ranges for conventional variable speed wind turbines with mechanical transmission. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

分数阶PID混合算法的水轮机调速系统优化控制与建模分析

为深入研究水轮机调速系统的非线性动态特征,分析水轮机在负荷波动时调速系统对水轮机转速、出力及输出电压电流波形的控制情况,提出一种采用混合算法(BP-FOA)的分数阶PID(FOPID)双目标函数控制系统;并利用Matlab平台建立了能够反映动态负荷变化及发电机情况的水轮机模型,使其更具实际适应性。仿真及实例分析表明,经混合算法优化后的水轮机调速器在调节性能与鲁棒性上均有一定的提升,同时亦为水轮机动态模型建模提供了借鉴。     

低比速混流式水轮机特性曲线的近似模拟

为了方便地近似模拟低比速混流式水轮机全范围的各种特性曲线,根据水轮机效率和流量的影响关系及已有试验结果,构造出水轮机效率和流量的近似数学解析式,以一个低比速混流式机组为例,近似模拟了水轮机的各种特性曲线,并与传统方法得到的水轮机运转综合特性曲线进行比较。结果表明,这种构造数学解析式的方法能近似模拟水轮机全范围的各种特性曲线,且方法简单方便。     

Model‐based receding horizon control of wind farms for secondary frequency regulation

In this study, we propose the use of model‐based receding horizon control to enable a wind farm to provide secondary frequency regulation for a power grid. The controller is built by first proposing a time‐varying one‐dimensional wake model, which is validated against large eddy simulations of a wind farm at startup. This wake model is then used as a plant model for a closed‐loop receding horizon controller that uses wind speed measurements at each turbine as feedback. The control method is tested in large eddy simulations with actuator disk wind turbine models representing an 84‐turbine wind farm that aims to track sample frequency regulation reference signals spanning 40 min time intervals. This type of control generally requires wind turbines to reduce their power set points or curtail wind power output (derate the power output) by the same amount as the maximum upward variation in power level required by the reference signal. However, our control approach provides good tracking performance in the test system considered with only a 4% derate for a regulation signal with an 8% maximum upward variation. This performance improvement has the potential to reduce the opportunity cost associated with lost revenue in the bulk power market that is typically associated with providing frequency regulation services. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于模糊的自校正PID控制在水电机组上的应用

针对水电机组具有非线性、时变、非最小相位且结构参数变化范围较大的特点，基于模糊集理论设计了一种自校正PID控制器．该控制器基于对控制误差、误差的变化和误差变化的变化的识别，通过模糊推理来实现其参数的实时优化．从而达到对水电机组不同工况下的自适应控制，算法实现简单．实时性强。在水电机组的调节系统仿真实验中．与采用常规PID控制相比，能更有效改善系统的动态性能．增强系统的鲁棒性。图7参7     

水轮发电机组的直接自适应模糊控制

提出了一种新颖的直接自适应模糊控制方法。基于筒化了的T－S（Takagi-Sugeno）模糊推理规则,采用神经网络权值的联想式学习修正方法,对T－S模糊推理规则进行在线修正,给出了盯应的神经网络实现结构,从而实现了不需要建立受控对象模型的直接自适应模糊控制。对一混流式水轮机组的仿真控制实验结果证明了所提出方法具有设计简单、鲁棒性强的优点,能适应水轮机组在不同工况下的控制要求。