低功率双馈风力发电系统MPPT控制及仿真

针对风力发电系统在额定风速以下运行时的最大风能跟踪问题,分别采用经典爬山搜索法和改进极值搜索法进行风电系统的最大风能跟踪控制。经典爬山搜索法通过判断输出功率和风力机转速的梯度值来搜索最佳运行点,而改进极值搜索法通过叶尖速比和风能利用系数经傅里叶变换获取的运行点相位信息来进行搜索,并通过改进积分器实现变步长快速追踪稳定运行的控制目标。通过Matlab/Simulink软件建立了低功率双馈风力发电系统最大风能跟踪控制仿真模型,并对两种控制方法进行了对比分析。仿真结果表明:改进极值搜索控制能够使系统快速地跟踪风速变化,保持最佳叶尖速比,提高了风能利用系数和风能的利用效率。     

垂直轴永磁直驱风力发电系统MPPT仿真研究

选取分布式中小功率垂直轴风力发电机为应用对象,详细阐述了风力机模型、永磁同步发电机(PMSG)模型、空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术以及基于最佳叶尖速比(TSR)的最大功率跟踪控制(MPPT)原理,给出了基于Matlab/Simulink仿真的垂直轴永磁直驱风力发电系统模型。通过对在稳定风速和动态风速下的仿真结果分析,验证了搭建的风力发电系统能很好的完成最佳转速的调节,实现最大风能捕获,为垂直轴风力发电系统MPPT控制算法的进一步研究构建基础性的平台。     

基于BP神经网络的风力发电机组变桨距控制仿真研究

在分析风力发电系统对于变桨距的要求上,建立系统的仿真模型,并在此基础上提出了一种基于BP神经网络的变桨距控制方法.该方法利用神经网络的非线性控制模型,解决了难以精确控制的困难.以风速为输入时象,以桨距角为输出对象对高于额定风速时进行控制,以使风力发电系统在高风速时平稳运行于额定功率.最后,以MATLAB的仿真模块进行验证仿真,结果证明提出方法的有效性和实用性.     

风速特性与风力机组动态特性的仿真与分析

对风剪、塔影和尾流对风速的影响进行研究,建立了风力机数学模型.对某风场中的风速进行仿真分析,结果表明风速相对于原先的风速明显减小,从而使得风力机的输出功率明显比自然风速下的功率要小.对风轮的输出功率和电机的输出功率、风能利用系数和叶尖速比进行了仿真分析,结果表明:在该风场中,所选风力机的输出功率在额定功率以下,风能利用系数和叶尖速比变化范围较小,风力机没有达到合理使用.     

SRG风力发电系统最大风能追踪控制研究

针对在实验室条件下实现SRG风力发电系统的最大风能追踪控制的问题,对风力机的运行特性及其模拟实现方案、开关磁阻电机的工作原理及其控制方法等方面进行了研究,并对风力发电系统中实现最大风能追踪的控制策略进行了介绍,提出了基于转速反馈的SRG发电系统最大风能追踪控制方案,同时对直流电机进行了转矩控制以实现风力机输出特性的模拟.在SRG风力发电系统平台上对风力机模拟系统进行了测试评价,并进行了变风速条件下的最大风能追踪试验.研究结果表明,直流电机能够有效模拟风力机的输出特性,控制简单,抗干扰能力强,基于转速反馈的MPPT控制方法能够在风速变化时快速调节SRG输出,准确地实现最大风能跟踪.     

基于多元线性回归与时间序列的风力发电中风速捕捉综合预测研究

在风力发电中的叶尖速比跟踪风能中,需要时刻掌握风速的动态,但由于风机捕捉风速后再调整的滞后性,对风速进行短期预测并提前调整至预定状态,事后加以微调就显得尤为重要。鉴于此,对基于时间序列预测和多元线性回归组合再进行蒙特卡罗实时加权寻找最适宜风速的预测方法进行研究,综合两种方法利弊,适时调整权重,增强预测稳健性。     

风力发电系统云模型转桨控制器的设计

风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点,风力发电机组变成了复杂的非线性不确定系统,风力发电系统控制器设计存在困难.本文将云模型应用于风力发电机组桨叶转角控制,其控制器采用一维多规则云发生器进行设计.当风速高于额定风速时,能够有效地调整桨叶转角随着风速的变化而变化,从而调节风力发电机输出功率维持在额定值附近.最后在MATLAB/SIMULINK中进行仿真,结果表明云模型转桨控制器比模糊转桨控制器具有更好的控制效果.     

基于神经网络PID的变速变桨距控制设计

在风力发电中,为了提高风力发电的能量转换效率对风力发电机进行变速变桨距控制,按照所需要的功率系数值确定所需要的变桨角度,以保证功率的稳定.本文研究利用神经网络PID控制器作为变速变桨距系统的控制器.在风速低于额定风速时,采用的是变速控制,此时风能效率高于采用失速控制风电机组的风能效率,具有优化的气动特性;在风速高于额定风速的情况下,根据风速的变化调整桨叶节距角,从而调节发电机的输出功率,使风力发电机组的输出功率保持稳定.最后,利用Simulink构建整个控制系统,对系统进行Matlab仿真.结果表明,使用神经网络PID控制的风力发电系统在风速从额定风速到切出风速时,相对失速控制风电机组,采用变桨距控制风电机组的功率恒定,发电品质较好.     

垂直轴阻力型风力机平均功率计算及分析

垂直轴阻力型风力机可用于风力发电及风速测量,在实际应用中较精确计算风力机功率对进行风能利用评价和风力机站构设计都是至关重要的.本研究通过风力机叶片受力情况分析,给出了风力计算公式和平均功率计算公式,运用Matlab工具具体计算了一小型风力机实例,初步分析了功率与风速、叶片阻力系数等关系,得出了相应的阻力型风力机叶尖速比.分析表明垂直轴阻力型风力机的风能利用率不高,但结构简单、适应性较强.     

新型双转子永磁风力发电机的理论研究

是对新型双转子永磁风力发电机的理论研究。通过对双转子电机的结构化创新,及其运行机理的分析,提出一种在风力发电方面具有明显优势的双转子永磁风力发电机。该新型风力发电机能够大大降低启动风速,加宽了极限工作风速范围,提高了风能利用率。文章通过对风力机数学模型的分析还介绍了基于最佳叶尖速比的最大功率点跟踪控制模式,并对电机永磁体的选择进行了比较分析。最后,文章提出了该新型风力发电机目前存在的不足及改进方向。     

浅谈风力发电机组的监控系统

风力资源丰富的地区一般都是在沿海地区、海岛、海上、山口或草原地区,针对分散安装的风力发电机组要求能够实现无人值守运行和进行远程监控,因此对风力发电机组控制系统的自动化程度和可靠性提出了极高的要求。本文详细介绍了大型风力发电机组监控系统的基本结构、数据监测内容、信息通讯方式、控制软件功能特点及系统的抗干扰措施等。     

基于风速预测的风电机组自动解缆优化方案研究

针对当前风电机组解缆控制存在的问题,首先对目标风电场的解缆情况进行了统计分析,指出优化解缆控制方案的必要性;然后提出了基于PSO-LSSVM模型的超短期风速预测方法,实现了对未来30 min内平均风速的预测;最后提出了基于超短期风速预测的风电机组自动解缆优化方案,并对目标风电场的解缆控制方案进行了优化升级。测试结果表明PSO-LSSVM模型与LSSVM模型相比具有更高的预测精度,能够满足解缆控制的要求;优化后的解缆控制方案有效降低了因解缆造成的电量损失,具有良好的工程应用价值。     

无刷双馈风力发电机的最大风能追踪控制策略

基于无刷双馈风力发电机(BDFM)特殊的结构特点和工作原理,从转子参考轴d-q模型出发,构建BDFM在同步参考系下的数学模型。通过对控制绕组进行交流励磁,对变速恒频无刷双馈发电机的有功和无功解耦控制,最终实现最大风能的有效捕捉。     

风力发电机组偏航控制系统的优化及仿真

针对风精度在(±150)内时出现了风向标传感器不能正常工作,进而不能实现对风能的最大捕获,降低风力发电机组的发电效率的问题.提出了基于大范围风向变化的偏舷控制系统的优化策略:在风向变化绝对值(偏航角度)>150时,改善传感器自身性能;在风向变化绝对值<150时,采用陀螺仪和爬山算法相结合的方法来控制偏航机构.快速调节机舱的偏转角度,实现对捕获最大风能的偏航控制系统的优化.     

额定风速以上永磁同步风力发电系统的自适应控制

由于受到机械负载和电气负荷限制,风力发电系统在额定风速以上时必须运行在恒功率状态,考虑到风机本身固有的非线性特性,以及大风速下外界干扰对风机系统参数的影响,设计了风力发电系统的自适应控制器.采用永磁电机转子磁场矢量控制原理,实现了发电机系统解耦控制和恒功率控制.理论分析和仿真结果表明,所设计的控制器可以保证在额定风速以上变化,系统参数不确定的情况下,仍能使永磁同步风力发电系统安全可靠运行并获取最大风能的目的.     

风机叶片打磨机器人的动力学控制

针对风机叶片打磨加工的特性,设计了可替代人工作业的机器人系统.在对风机叶片打磨机器人系统进行动力学建模的基础上,分别提取出移动平台和机械手的动力学模型.针对两个子系统分别采用了滑模控制和PD(比例微分)反馈控制.最后进行了仿真实验,通过对实验结果的分析得出:所建立的控制器可实现对风机叶片打磨机器人的有效控制,仿真结果符合移动机械手系统的相关特性.     

就地热再生热风加热机的控制系统

对我们研制出来的就地热再生机组的关键部分一加热系统的工作方式和数字显示的控制装置进行了详细的论述。     

小型脱网风力发电系统功率优化控制

脱网小型风力发电系统对边远地区供电具有无可比拟的优越性。构建了以鼠笼式感应电机为发电系统的脱网小功率风力发电系统,给出了主电路拓扑结构。实现了空气动力学子系统、机械传动链子系统的分析和建模,结合鼠笼式感应电机的矢量控制,详细设计了系统的功率控制环,在MATLAB环境下进行了系统仿真,仿真结果表明,该系统能实现小功率风力发电系统的功率跟踪优化控制。     

永磁直驱风力发电机的单位功率因数控制

伴随着大功率半导体器件的快速发展,直驱风力发电在高功率密度以及可靠性等方面显示出了其重要优势,成为变速恒频风力发电的重要趋势之一.在开发2 MW大功率双PWM永磁直驱风力发电变流器的过程中,深入研究了机侧变流器的控制.在机侧变换器变换功率指令给定条件下,分析了永磁发电机的负载单位功率因数控制问题,提出了增加约束方程以确定电机端电压的稳定控制方案.通过仿真实验,验证了所提方案的可行性,目前正应用于原型机的试验验证.