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调速系统的DMC预测控制方法研究

以液压型风力发电机组调速系统为研究对象,针对变量马达的恒转速控制问题,结合动态矩阵控制(DMC)原理,提出一种基于DMC的液压型风力发电机组调速系统预测控制方法,并通过Simulink-AMESim联合仿真技术分析预测步长与控制步长对转速控制的影响规律。研究结果表明,与经典PID控制方法相比,基于DMC的预测控制方法提升了液压型风力发电机组调速系统的控制性能,可为后续工程实际应用提供理论指导。     

模糊控制在风力发电系统功率控制中的应用

建立风力发电系统仿真模型,提出应用模糊控制调节风力发电机组输出功率的控制策略.在额定风速以下,采用最佳功率给定法.以追踪最大风能利用系数作为控制目标,提出应用模糊控制器和查表来调节发电机输出功率的方法;在额定风速以上,设计了基于变量化因子的模糊控制器,快速调节风力发电的桨矩角,使输出保持为额定功率.仿真结果证实了该控制策略的有效性,提高了风力发电机组的运行效率.     

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.     

风力发电机组的自适应转矩控制及载荷优化

针对变速变桨风力发电机组(variable speed variable pitch,VSVP)如何在低风速时最大限度捕获风能以及在额定风速以上降低传动链载荷进行研究。低风速时在研究了传统风能追踪控制策略的基础上,文中提出通过改变最优增益系数来追踪最佳风能利用系数的自适应转矩控制策略。同时针对风力发电机组传动链的扭转振动,提出了基于发电机转速反馈滤波的转矩纹波控制方式。以2MW变速变桨风力发电机组为验证对象,基于Blade软件平台对所采用的控制策略进行仿真研究。结果表明：所提出的自适应转矩控制策略能够更好的追踪最大功率点,同时采用转矩纹波能够降低传动链载荷     

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。     

变速变桨风力发电机组的优化控制

提出了大型变速变桨风力发电机组在不同控制阶段的优化控制策略。在低风速时,采用自适应转矩控制方式,实现机组的变速运行,追踪最佳风能利用系数。在额定风速以上时,为了解决传统桨距控制方式系统超调量大的问题,提出了一种新型气动转矩观测器,并将气动转矩与发电机转矩偏差输入控制器。通过Bladed外部控制器模块编程并进行仿真,结果表明,所提出的控制策略能够更好地追踪最大功率点,并改善桨距控制效果,稳定功率输出。     

风力发电机组液压制动系统测试平台研究

文章针对风力发电机组主机厂对液压制动系统缺乏有效试验手段的问题,介绍了一种自主开发的风力发电机组液压制动系统测试平台。测试平台采用模块化设计,主要由液压动力单元、通用及定制化阀组、高速轴及偏航制动器执行机构等部分组成,同时平台集成了NI采集和控制软硬件系统,实现对试验数据的高速采集、分析与处理。通过模拟风力发电机组高速轴制动和偏航制动过程,测试平台测得的压力、流量和位移数据与机组实际运行工况相符,满足设计要求,验证了其有效性。测试平台可以为风力发电机组液压制动系统的改进和优化提供可靠的试验保证。     

基于间接转矩控制的风电机组功率测控平台

首先分析了风电系统能量转换原理,得出最大功率控制的理论依据。在最大功率控制理论的基础上,采用脉宽调制技术控制发电机输出平均电压,从而以间接控制发电机转矩的方式实现最大功率追踪。研究工作根据理论分析,搭建了风力发电机组功率测控平台,平台具有测试和根据测试进行控制两大功能,为风电机组的设计和研发提供了试验手段。试验证明,该文所采取的控制原理方法正确,搭建的试验平台能够实现预期目标。     

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。     

变速恒频风力发电机最大功率跟踪控制策略的研究

分析了风能的特性，对双馈电机数学模型进行了分析与研究，在试验的基础上，基于最佳叶尖速比控制(即风能最大利用率)和机械功率最大转化效率控制，提出了兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组双闭环的一种控制策略方案，并用MATLAB软件进行系统仿真，证明该方案是可行的。     

一种风力发电机组偏航系统的优化设计

作为风力发电机组的关键部件,偏航系统的设计精确性直接决定着机组的使用寿命。文章提出了一种偏航系统的优化控制设计方案,采用的方法是基于功率控制的爬山算法,这种方法可以改善风向变化的绝对值小于15°时偏航控制系统的精度。为验证其准确性,采用Matlab仿真软件建立的偏航控制系统仿真模型进行了仿真实验。仿真结果表明,采用爬山算法可以在保证风能最大捕获的基础上,提高偏航控制系统的精度,优化风力发电机组的偏航控制系统。     

基于PID控制的变速恒频风力发电机组液压变桨距控制系统研究

文章分析了变桨距控制原理,对变速恒频风力发电机组各部分数学模型进行了分析与研究,在此基础上,建立了变速恒频风力发电机组PID液压变桨控制系统仿真模型,在matlab/simulink环境下对未加PID控制器与加PID控制器两种情况下的系统进行了仿真研究。仿真结果表明,PID控制器能改善风力机桨距控制效果,更好地捕获风能,稳定风力机功率输出。     

基于FTA的风力发电机组液压系统故障分析及解决方案

风力发电机组液压系统对机组稳定运行起到至关重要的作用。针对某风力发电机组液压系统建立故障树模型,确定液压系统存在的各种失效模式及层级关系,在此基础上对各个失效模式的影响因素进行分析,针对主要故障给出了解决措施,为风力发电机组液压系统的设计及稳定运行提供参考。     

新型永磁风力发电机控制策略的仿真研究

直驱式永磁同步发电系统以其噪声小、可靠性高等优点在风力发电系统中越来越得到重视。对一种采用新型永磁同步发电机的直驱式永磁同步发电系统进行了仿真研究,建立了新型永磁风力发电机组的MATLAB模型,提出了一种基于萤火虫群算法的优化功率分配方法。该方法以减小发电机损耗为目标,能够较大地提高发电机组的效率。仿真结果表明,采用优化功率分配方法的发电机由于能够减小损耗,可以输出更多的有功功率,具有更高的发电效率。研究结果可为新型永磁同步发电机发电效率的提高提供参考。     

变速恒频双馈风力发电机有功、无功解耦控制研究与实现

双馈发电机有功功率、无功功率解耦控制是变速恒频风力发电系统的关键技术,在分析双馈发电机有功功率、无功功率解耦控制规律的基础上,给出了基于定子磁场定向控制策略的实现方案,然后利用Matlab工具对该控制方案进行了仿真研究,最后设计和构造了基于TI公司MS320F2407DSP的变速恒频双馈风力发电机有功功率、无功功率解耦控制实验系统,仿真和实验结果表明该控制策略能够有效地实现双馈发电机功率的解耦控制,为兆瓦级变速恒频双馈风力发电机组励磁变换器的研制奠定了基础。     

微型风力发电机组无数字控制MPPT充电器研究

对常用微型风力发电机组结构存在的缺点以及缺乏功率优化控制的现状,提出一种新型的机组结构,实现对机组输出功率的优化控制、对蓄电池充放电周期的优化管理以及对机组在高风速区运行时转速的限制。为了解决常规的最大功率跟踪控制策略因采用数字控制器带来控制成本高的问题,通过合理优化变换器的主电路参数和运行状态实现机组在不同风速下的最大功率跟踪运行,可明显降低微型风力发电机组的控制。通过1.2 k W实验验证理论分析的正确性及所提控制策略的有效性。     

浓缩风能型风力发电提水系统及其仿真研究

将浓缩风能型风力发电机组应用于提水系统,设计控制系统,满足功率控制和最大风能捕获的要求,应用Matlab/Simulink建立该系统仿真模型,对风速阶跃变化情况进行仿真,证明了该系统的合理性及控制策略的可行性和正确性.