风力发电系统中控制技术的最新发展

综述国内外风力发电技术的发展和应用现状，对风力发电系统因随机性变化风速引起的非线性特性及其对风力发电系统的影响进行分析；对应用在风能转换系统中的最大风能捕获和发送系统动态特性的各种控制方法进行总结，重点分析对时变非线性风力发电系统的控制具有鲁棒性的非线性控制和智能控制方法；指出各种控制方法的优缺点及应用状况，并指出风力发电技术存在的问题和发展方向。     

自适应控制和微分几何控制在风力发电系统中的应用

本文综述了近年来自适应控制、微分几何控制在风能转换系统稳定、最大风能捕获及调速系统控制等方面应用研究的主要成果与方法，并提出若干需要解决的问题。     

基于数据的风能转换系统自适应控制

为了解决风能转换系统的建模困难问题,实现额定风速以下风能捕获率的最大化,根据数据驱动控制理论,在风能转换系统中采用基于数据的自适应控制方法。将风能转换系统用时变动态线性系统合理代替,利用风能转换系统的输入输出数据,通过投影估计算法获取动态线性系统的拟梯度向量,在线调整参与设计出自适应控制器。仿真结果表明采用基于数据的自适应控制方法能够有效地实现额定风速以下风能转换系统的最大风能捕获。     

一种应用永磁同步发电机和Z源逆变器的新型变速风能转化系统

随着风能转化系统的发展，发展了各种相关技术。由于永磁同步发电机具有重量轻、体积小、性能高，并且取消了齿轮箱的独特性能，它被这些技术所应用。本篇论文提议了一种应用永磁同步发电机和Z源逆变器的新型变速风能转化系统。利用Z源逆变器的特征来实现最大功率跟踪控制，同时将电能传送到电网。提议了两种将电能传送到电网的控制方法：电容式电压控制和直流电压控制。从电能质量及总开关设备功率的角度对采用这两种方法的系统的运行情况进行了比较。此外，对本文所提议系统的总开关设备功率、电感器纹波电流、性能、及电流的总谐波畸变与传统的带有升堰变流器的风能系统进行比较。     

自适应控制和微分几何控制在风力发电系统中的应用

本文综述了近年来自适应控制、微分几何控制在风能转换系统稳定、最大风能捕获及调速系统控制等方面应用研究的主要成果与方法 ,并提出若干需要解决的问题。     

基于风能转换系统的T-S模糊建模与控制

根据风能转换系统的状态方程,结合T-S模糊模型良好的局部线性的特点,建立了风能转换系统T-S模糊控制模型。然后针对新的风能转换系统模型设计了模糊控制器。仿真结果表明在额定风速以下,T-S模糊控制方法能够将风能转换系数控制在最优值0.476附近,叶尖速比也可以维持在最优值7附近,能够实现额定风速以下的最大风能捕获。     

风能转换系统双频环滑模控制

为了实现额定风速以下风能转换系统风能捕获率的最大化,根据风速的多时间尺度特性,基于频率分离原理建立风能转换系统的双频环模型.在最优控制理论的指导下,针对低频环模型和高频环模型分别设计优化控制器,其中低频环采用PI控制;高频环采用加权积分型增益滑模控制.仿真结果表明,采用基于滑模控制的风能转换系统双频环优化控制方法,风能捕获率和叶尖速比相对于单纯的PI控制具有更好的控制效果,且当系统稳定运行时,风能捕获率可以保持在最优值0.475附近,叶尖速比也可以维持在最优值7 附近,可以实现额定风速以下的风能捕获率最大化.     

基于滑模故障观测器的风能转换系统双频环最优容错控制

为提高风能转换系统在复杂恶劣的环境下正常运行的能力,针对未知故障,设计了基于滑模故障观测器的最优客错控制器.根据风速的多时间尺度特性,建立风能转换系统非线性机理模型.考虑传感器故障,建立风能转换系统的变桨距双频环模型.低频环采用PI稳态优化控制方法,高频环利用滑模故障观测器对未知故障和系统状态进行检测,采用最优容错控制...     

风能转换系统随机建模与H_∞容错控制

针对带有传感器、执行器故障的风能转换系统(WECS)的建模与容错控制问题,提出了基于随机分段仿射(PWA)模型的建模方法和H∞容错控制方法。建立了风电机组多工作区域的随机PWA正常模型;针对WECS的桨距角传感器故障、功率测量传感器故障、桨距角执行器故障、电机电磁转矩执行器故障,建立风能转换系统的随机PWA故障模型;基于WECS系统的正常和故障的随机PWA模型,利用非线性耗散系统的稳定性理论与H∞鲁棒控制方法,提出并证明了WECS系统的H∞容错控制器存在性定理,给出控制器求解方法。仿真结果表明本文所提出的基于随机PWA模型的风能转换系统的H∞容错控制方法对于存在的传感器、执行器增益故障具有较好的容错控制性能。     

风能转换系统优化控制策略综述

对风能转换系统的优化控制方法进行综述.首先简要阐述风能转化系统控制的基本情况,然后以能量效率为单目标,重点介绍最大功率点跟踪(MPPT)、模糊控制、PI控制、通断控制、滑模控制、定量反馈理论(QFT)控制、反馈线性化控制等方法的原理以及控制器设计,并分析特点或给出其局限性;之后叙述了风能转化系统的多目标优化控制策略;最后对风能转化系统优化控制策略进行了总结和展望.     

科技期刊文摘——风电技术

《风力发电风头正劲》，《2010年全国风电装机容量400万kW》，《现代控制技术在风能转换系统中的应用》，《风电场建设规划设想》，《欧洲海上风电技术的发展现状》……     

风力发电系统中的最优控制策略综述

综述了近年来最优控制在风能转换系统稳定、最大风能捕获及调速系统控制等方面应用研究的主要成果与方法,并提出若干需要解决的问题。     

基于dSPACE的风能转化系统控制器设计

为实现风能转化系统控制器的快速开发,介绍了一种基于dSPACE的风能转化系统控制器设计方法。该方法利用dSPACE的快速控制原型方式和dSPACE系统软硬件环境,采用Matlab/Simulink的系统建模方法设计了以变速风力鼠笼感应发电机组为例的实时控制系统;并对控制参数进行在线调整,改善实际的性能。实验结果表明:采用dSPACE平台可以快速完成风能转换系统控制的研究和开发,缩短控制系统的开发周期,获得满意效果。     

大规模压缩空气储能技术特点与能耗特性

介绍了压缩空气储能系统的构成、运行特点及技术发展情况,讨论了大规模压缩空气储能电站的能量转换方式及热耗率、电能转换比及效率等能耗特性,并给出了主要能耗特性参数的取值范围。认为大规模压缩空气储能技术的应用能够很好地解决风电窝电的问题,适合于我国西北部风能资源丰富的地区采用。     

户用逆变电源系统的研究与设计

分析、设计了一种以Intel80C196MC微处理器为控制核心的风能、光能互补应用的户用逆变电源系统。系统利用太阳能和风能对蓄电池充电，逆变器采用电流和电压双闭环调节方式，提高了系统的动态响应速度，有效抑制了系统的超调，实现稳态输出无静差。     

风光互补技术及应用新进展

简要回顾国内外风电、光伏技术与应用发展态势,结合风光互补系统应用,分析、介绍了风光互补LED路灯照明系统、智能控制器设计、分布式供电电源、风光互补水泵系统,并着重分析生物质能、风能和太阳能互补分布式能源梯级系统原理,涉及的技术关键等。研究表明,风能、光伏发电应用需要实现低成本、规模化,风光互补技术应用前景广阔。     

图书

风能转换技术进展 奉书介绍了风能转换技术的相关进展,覆盖了空气动力学、风能资源分析、离岸风能资源评价、短期预测风能力法、风力发电机载荷计算、风力发电机控制系统策略、离岸型风电场产生的大规模电力并网以肢小型风力发电机的发电原理。     

模糊PID变桨距控制器研究

首先对风力发电技术的发展进行了介绍,然后对变桨变速风力发电机机组风能转换特性进行了分析,从而提出了在高风速范围下,风力机变桨控制发电机转矩的控制策略.利用Matlab/Simulink的仿真结果表明,控制曲线符合预期设计要求.     

并网型风力发电系统的研究

并网发电是大功率风力发电机组高效、大规模利用风能最经济的方式,已成为当今世界风能利用的主要形式。为促进我国的风电事业,概述了并网型风力发电系统的基本工作原理、工作方式和风力发电机的空气动力学特性以及并网型风力发电系统中5种典型的电路拓扑结构及其工作原理、并网技术和控制方法,还比较了不同拓扑结构下风力发电系统的性能和效率,给出了各自的典型应用。最后指出了各种方法的优缺点以及今后的发展方向。结果表明,随着大容量电力电子器件的发展和现代控制技术的引入,并网型风电系统中直驱式永磁同步发电机拓扑结构将会得到更多的应用和发展。并网型大功率风电机组控制系统中,风机模拟系统设计、发电机控制技术、并网技术、桨矩角控制技术和系统监控等关键技术的解决将有助于我国风电产业的国产化和大容量风电系统自主知识产权的建立。     

基于网络的数字化道路照明控制技术

本文首先从节约能源和提高照明质量的角度阐述了研究道路照明及其控制技术的重要作用和社会意义，以及照明自动控制技术的重要性，介绍了道路照明的光源，道路照明系统的分布式网络控制的主要研究内容和几种常见控制网络组成结构，以及电力载波和Zigbee无线等新型基于网络的自动控制技术特点，最后介绍太阳能和风能等新能源在道路照明中的应用。