小型风力发电机偏航控制系统实验研究

为提高风力发电机发电效率,提出一种基于PLC控制的小型风力发电机偏航控制系统方案,搭建以PLC为控制器,风速风向传感器为检测装置,步进电机为偏航驱动装置的实验平台,重点介绍了基于modbus总线通信的风速风向数据采集、基于PLS指令编程的偏航电机控制和基于MCGS组态软件的上位机监控。经系统测试与实验验证表明,数据采集系统能够实时显示现场风速风向数据,偏航电机能够根据风向的变化而自动迎风,满足了控制要求,取得了良好的控制效果,具有成本低、稳定性好的优点。系统的应用为提高风能利用率提供了保障,为小型风力发电机偏航电机控制提供了参考     

基于虚拟叶片模型的阵列风力机尾迹研究

研究考虑尾流效应的风电场气动控制策略优化技术,减少风电场尾流效应,是当前风电技术研究的热点之一。基于VBM模型研究了1.5 MW同轴阵列风力机和9台错列或顺列布置风力机的尾流效应及气动偏航控制策略。通过调整风机偏航角度,改变尾流流动方向,得到了偏航角度对上下游风力机性能及全场功率水平的影响。研究发现,偏航控制可将尾迹偏离下游风轮中心位置,对上游风力机使用基于偏航的控制策略尾迹偏移效果显著。对于同轴阵列风力机,当上游风力机使用偏航控制时,上游的输出功率减小,但下游的输出功率增大,25°偏航控制时,下游风力机功率可增大59.1%。     

基于SRM直接转矩控制的风力机模拟器

提出一种风力机特性模拟方法,以实际系统与模拟系统转动惯量差与系统实时加速度乘积作为补偿项,实现风力机特性动态模拟.研究了一种基于开关磁阻电机(SRM)的风力机模拟器,上位机设定风速,DSP中采集风速和转速信号,执行风力机模型,控制SRM实时输出风力机转矩.基于SRM的转矩近似模型和实验测定的磁化及转矩特性,微步内选择施...     

基于AIS风电机组故障诊断与偏航控制系统研究

基于人工免疫算法,设计了一种风电机组故障诊断与偏航控制一体化系统。该系统包含故障诊断免疫子系统代理和偏航控制免疫子系统代理。首先归结出了风电机组的不同故障类型与偏航控制条件,并建立了两个免疫子系统代理的抗原与抗体对应表。然后采用对抗原与抗体进行统一编码的方法,计算抗原与抗体之间的亲和力,实现了抗原与抗体的识别结合过程。最后仿真实验结果表明,该系统能够高效地协同工作,诊断已知故障类型(抗原),并能自动给出对应的解决措施(抗体);能够根据不同的风速风向条件(抗原)给出最优的偏航控制策略(抗体)。通过与传统PID控制相比,本文提出的系统具有更好的稳定性和鲁棒性。     

带有扰动观测器的双模分段风电偏航控制

针对风电偏航控制系统中存在扰动和不确定性因素的问题,设计了扰动观测器对其进行补偿,抑制了扰动和不确定因素给系统带来的不利影响。为使系统获得较好的跟踪效果,采用双模分段控制,即跟踪控制器在大偏差情况下采用比例控制,在小偏差情况下采用模糊比例微分控制,使系统具有较好的跟踪响应速度及动态性能指标。仿真结果表明,采用扰动观测器和模糊分段控制相结合的设计方案,在存在扰动的情况下,偏航系统依然具有较好的跟踪特性。     

风力发电偏航系统的功率控制研究

本文通过分析风力机特性,搭建了风力机的matlab仿真模型,对风力发电系统中风力机的机械功率进行仿真。结果表明,在风向变化时,运用爬山算法能够使风力机快速平稳的追踪风向的最佳位置,提高风力发电的功率。     

基于直接转矩控制的风力机模拟器研究

介绍了风力机的数学模型,分析了风力机运行特性及最大跟踪原理,并在研究异步电动机的直接转矩控制的基础上通过Matlab/Simulink实现风力机模拟系统。该模拟装置是依据风速和转速的变化得出异步电机的电磁转矩指令从而来控制电机,并给出模拟风力机最大功率跟踪的仿真结果,验证该模拟系统的可行性和有效性。     

基于Sepic变换器的变速风力机MPPT系统的研究

针对风力发电系统,提出了一个新的最大功率点跟踪策略.Sepic变换器用来实现永磁电机风力发电系统的最大功率跟踪.所提出的MPPT控制策略是以发电机的输出功率及转速的变化量来对永磁电机进行控制的,因此不需要最大功率曲线,不需要测量风速,就可以使风力机运行在最大功率点上.仿真结果证明了该MPPT控制策略的正确性.     

基于数据统计的偏航系统故障诊断研究

针对风电机组偏航系统隐性故障及诊断,研究风力发电机偏航系统跟风性能,提出基于风机运行SCADA系统特征数据提取的偏航系统故障诊断方法.计算风场风向角度变化和风机偏航角度变化的差值,根据正态分布和置信区间判断此差值是否超过阈值,实现对风机偏航系统的故障诊断.案例分析结果表明该方法能准确地识别故障风机.     

基于模糊控制的风力发电机组偏航系统研究

针对近年来风电机组大型化对偏航系统稳定性提出的高要求,提出将模糊控制应用于偏航控制系统中。分析了偏航控制系统的工作原理;对偏航系统设计了模糊控制器,并对其控制过程设计了软件流程图;在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了该系统的仿真模型,进行了仿真实验,并与传统PID控制方法的控制效果进行了比较分析。结果表明,模糊控制系统能同时满足偏航系统对控制精度和稳定性的要求,其整体性能优于PID控制系统。     

风力发电机组偏航优化控制方法

为提高对风精度,提出了一种新型的偏航系统控制算法——ART2-C和ART2-W控制算法。该算法的核心是:当风向角在正负15°的范围内变化时,采用改进的神经网络ART2-N与爬山算法相结合的控制算法,即ART2-C算法。而在大范围内变化时,则采用改进的神经网络ART2-N与风向标结合的控制算法,即ART2-W算法。并在MATLAB7.0中搭建了仿真平台,给出了程序流程图,仿真验证了该算法的可行性和有效性,提高了对风精度和系统的机械寿命,以及增加了系统的输出功率。     

基于ANFIS的风力发电机组变桨距控制

风速的随机变化对风力发电机组变桨距控制提出了更高的要求,提出基于自适应神经模糊推理系统（Adaptive Neural Fuzzy Inference System,ANFIS）的风力发电机组变桨距控制策略,构造了风力发电机的数学模型,将实测的发电机转速和实际的发电机转速的误差作为控制器的输入,在随机风速下对自适应神经模糊推理系统控制器进行实验仿真分析.实验结果表明,采用自适应神经模糊推理系统控制的风力发电机组变桨距控制具有良好的鲁棒性和动态性能.     

PLC冗余设计的风力发电机控制系统

针对风力发电机的控制系统在可靠性方面存在的问题,提出一种基于Vx Works实时操作系统的PLC硬件冗余的控制方案。文中阐述风力发电机控制系统的PLC硬件冗余结构和工作原理,并给出评价系统可靠性的指标及其计算方法。通过PLC硬件冗余的设计结构图,并结合逻辑框图分析法,提出一种提高风机控制系统可靠性的方案。搭建PLC硬件冗余系统进行可靠性试验,结果表明基于Vx Works实时操作系统的PLC硬件冗余的安全性和可靠性更高,可满足风力发电机的控制需求。     

基于倾斜角权系数校正的风电机组变桨控制

风力发电系统的数学模型具有高度非线性、时变、多变量、强耦合的特点,为了稳定发电机的输出功率以及减小桨叶受力,在分析机组特性和变桨距控制要求的基础上,根据空气动力学原理以及叶片受力分析等,提出一种基于权系数分配的独立变桨距控制方法,并在传统的根据桨叶的方位角进行权系数分配的基础上,依据倾斜角的变化进行权系数校正,通过仿真证明,在风速高于额定风速时,三个桨叶可以根据风速的变化独立调整其桨距角,从而保证在发电机的输出功率稳定的前提下,减小桨叶承受的气动载荷。     

风力机组电动变桨系统

目前,电动变桨系统已取代液压变桨系统并被大多数风力机组采用.电动变桨系统作为风力机组功率控制和安全运行的重要执行结构,直接决定风力机组吸收的风能的大小,对于机组的安全稳定运行发挥着重要作用.此处介绍了电动变桨系统的电气结构和运动控制技术要求,分析了系统中变桨控制器、备用电源、变桨电机和伺服驱动器4大部件的功能、特点及设...     

基于DSP+ARM的风电机组状态监测系统的研究

主要研究了基于DSP+ ARM双核的风电机组状态监测系统,并对双馈风电机组的轴承故障进行了分析,确定了以振动信号作为故障的特征信号进行监测的方案;给出了系统硬件和软件的设计框架,研究了DSP和ARM的通信方式,是一款功能比较强大,能够较全面的监测风电机组,并能有效的分析处理数据的系统.     

风力发电变桨控制系统设计

为了降低控制难度,提高风力发电变桨系统可靠性,采用以模糊PID参数自整定为核心控制算法,设计了以PLC为控制器.由永磁同步伺服电机与伺服驱动器共同构成的变桨系统.通过软硬件的设计,较理想地实现了变桨系统的电气控制,在实际应用中获得了良好的控制效果.