风能转换系统执行器故障重构与容错控制

针对风能转换系统中执行器故障,论文提出了一种新型的主动容错控制策略.设计滑模故障观测器,实时动态采集执行器故障前后数据信息,对执行器故障进行重构,达到故障诊断的目的.通过补偿控制,保证了滑模控制器对风能转换系统的可靠控制输入,以达到对执行器故障主动容错的功能.仿真结果表明,滑模故障观测器模块能够实时精确地重构风能转换系统执行器故障,主动补偿容错控制器在不影响风能转换系统动态性能的情况下,仍能实现系统的最大风能的捕获.     

计及预测误差影响的电力系统异质多能源经济调度研究

风能和太阳能等清洁能源接入电网的规模越来越大,但风光出力的不确定性给电力系统经济调度带来了严重的困难.论文首先对风能和太阳能出力的预测误差分布情况进行分析,并将预测误差记入经济调度优化模型中的发电成本,提出了一种计及风能、太阳能出力预测误差影响的风能、太阳能和火力异质多能源电力系统经济调度优化模型.建立包含风能、太阳能和火力发电的仿真计算模型,采用遗传粒子群算法进行优化求解,计算结果验证了论文方法的有效性.论文方法可为包含风能和太阳能的电力系统经济调度提供有效的借鉴和技术指导.     

基于参考输入优化的变速风电机组最大化风能捕获方法

变速风电机组在额定风速以下应用最大功率点跟踪实现最大化风能捕获. 然而, 大惯量风电机组在面对快 速波动的湍流风速时, 因转速调节慢而难以保持运行于最大功率点. 本文研究进一步发现, 平均转速跟踪误差与整 体的风能捕获效率并非单调关系, 这使得当前以减小转速跟踪误差为目标的控制器设计难以有效提升风电机组的 发电效率. 为此, 本文以提升风能捕获效率(而非减小转速跟踪误差)为目标, 提出一种基于参考输入优化的风电机 组最大化风能捕获方法. 考虑到参考转速对风能捕获效率的复杂影响难以准确建模, 本文借助深度确定性策略梯度 (DDPG)强化学习算法实现参考输入优化. 仿真结果表明该方法能够有效提升湍流风下变速风电机组的风能捕获效 率.     

风头正劲，风力发电市场前景无限

近几年,随着全球对于能源问题的热切关注,作为新能源代表的风力发电受到了世界各国的重视,发展十分迅速.全球风能理事会秘书长史蒂大·索耶在欧盟风能大会上说,全球风能装机容量已经超过1亿千瓦,到2010年全球风能装机容量将达到2.4亿千瓦.据预测,到2020年,全球风能装机容量将达10亿千瓦,将占全球电力供应的7%～8%.     

带质量块的微型压电式风能采集器研究

基于风致振动机理的微型风能采集器可以将风能转换为电能,在无线传感等领域具有广阔应用前景.漩涡脱落频率与风速成正比,当漩涡脱落频率与微型风能采集器固有频率接近时,采集器有较高输出功率,因此为了在低风速环境应用风能采集器,需要降低其固有频率.引入质量块可以降低微型压电式风能采集器的固有频率,使其在较低风速下产生较高输出功率...     

基于负载观测的最大风能跟踪控制

研究风力发电机风能优化控制问题,由于风轮系统存在非线性,为了实现最大化捕获风能,设计了基于耗散系统理论框架的L2范数优化鲁棒速度控制器,有效克服系统参数变化带来的系统不确定性的影响;并为克服大惯量风轮转矩变化对风速跟踪的不良影响,设计了一个负载观测器,在线观测风轮转矩,对风轮转矩的动态变化进行补偿,实现了风速动态跟踪控制,提高了风能转换效率.以1.5MW直驱永磁风电机组作为研究对象,进行了仿真,结果表明,控制策略可以有效地实现最大风能跟踪控制,并且对于干扰具有较强的鲁棒性,为风力发电优化设计提供了依据.     

基于工控机控制的小型风力发电机偏航控制系统

根据小型风力发电机的特性,基于工控机设计偏航控制系统.调试结果表明该系统性能优越,可提高小型风力发电机的风能捕获能力和风能利用效率.     

基于集值观测器的风能转换系统多类型故障检测的设计

针对受延时输入影响的风能转换系统的故障检测问题,本文设计了基于集值观测器的故障检测策略.风能转换系统常见故障可以区分为加性故障与乘性故障,本文对增广统一风能转换系统模型,设计一种全局集值观测器,通过改变所选择的状态集顶点和参考误差区间,改变增益矩阵元素的取值范围,选择合适的增益矩阵,实现精确的状态跟踪.在此基础上设计了同时考虑状态相对估计误差与输出的绝对估计误差的故障检测策略.仿真结果表明,本文设计的故障检测策略对常见多类型故障可以做出快速的故障判断.对比Rosa所设计的故障检测策略,该研究在故障检测时间上具有明显优势.     

基于LPV模型的风能转换系统增益调度控制

在额定风速以下,风能转换系统需要通过控制发电机转速使风能的捕获率最大.根据风速的多时间尺度特性,建立风能转换系统的非线性机理模型,进一步得到其归一化误差的线性参数变化(LPV)系统模型;为获取最大风能捕获和减少机械振荡,在PI控制策略的基础上,利用基于LPV模型的增益调度控制器进行动态补偿.仿真结果表明:补偿后系统的功率系数和叶尖速比追踪其最优值的精度更高,鲁棒性更好,体现了更好的动态性能.     

风能评估系统的研究与实现

风能评估是风电场建设过程中的关键工作,目前采用的评估系统主要以国外的软件为主,价格昂贵,使用复杂,采用VC++和Matlab结合开发实现了风能评估系统,采用weibull分布作为风频计算模型,利用平均风速和最大风速求解A,C参数,推导出计算风机发电量的公式.接着参照国外的风能评估软件,对系统进行功能分析和模块设计,结合VC++界面友好和Matlab计算功能强大的优点,混合编程实现了风能评估系统.最后以Nordex N80和N90为实例进行计算分析,分析结果表明,自主开发的风能评估系统功能全面,跟wasp相比,更接近于实际的发电效果.