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.     

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。     

永磁同步风力发电系统最大功率追踪新方法

风力发电系统的输出功率随着风速变化而变化,引起输出功率的波动。因此提出一种采用永磁同步电机作为发电机实现最大功率输出的永磁同步风力发电控制系统。建立了风力机模型、最大功率追踪算法模型,采用二分法和停止机制算法,使风机按最大功率点跟踪方式运行,通过二分法实现变步长,并加入停止机制降低转速振荡,防止在最大功率点的波动。介绍了传统爬山法和改进的爬山法,通过对比仿真研究,表明新方法可以有效提高最大功率追踪效率,并减少系统在最大功率点的波动。     

直驱型风力发电系统中永磁同步发电机的控制技术研究

研究了风力发电最大功率点追踪原理，建立了永磁同步发电机的数学模型，在此基础上，设计了一种适用于直驱型风力发电系统的永磁同步发电机的控制技术。控制系统采用零d轴电流分量控制策略，并采用电流滞环跟踪技术控制定子电流，实现速度闭环控制。在Matlab／Simulink平台上建立了系统仿真模型，实验结果证明系统能够变速运行实现最大功率点追踪。系统结构简单，响应快，输出电流近似正弦，谐波含量小。     

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.     

液压传动型风力发电机马达转速模糊控制研究

以液压传动型风力发电系统为研究对象,针对液压调速回路元件选用的实际情况,建立了定量泵-双变量马达调速系统、永磁同步发电机及风轮的数学模型。采用AMESim软件建立液压调速系统仿真模型,采用MATLAB/Simulink软件建立永磁同步发电机及风轮仿真模型。应用模糊控制方法,分析了液压传动变速恒频风力发电系统马达的转速特性。研究表明,定量泵-双变量马达液压调速系统能实现永磁同步发电机转速稳定控制。     

永磁同步风电系统建模及直接反馈线性化控制

构建了空气动力学系统、永磁同步发电机子系统和反馈线性化控制子系统的模型,并给出了具体的MATLAB仿真模型。给出了直接反馈线性化控制的基本原理和实现方法,将该控制策略应用到永磁同步风力发电系统中,采用微分几何线性化理论和最大风能捕获原理,实现了坐标变换和非线性系统状态反馈,达到了永磁同步风电系统线性化,并在MATLAB环境下给出了具体的仿真框图和实现技术。通过系统联合仿真,表明所建永磁同步发电系统模型可以有效实现对控制系统性能的测试,反馈线性化控制具有更高的控制性能,能够确保最大风能捕获。通过研究,找到永磁同步风电系统这一非线性系统的线性化控制策略,从而提升系统的控制品质。     

基于FCS-MPC的风力发电系统低电压穿越技术研究

提出了一种基于模型预测控制的直驱永磁风力发电系统低电压穿越方法，构建了包含网侧和机侧电流的价值函数，通过滚动优化实现风速变化时的直流电压稳定和最大功率跟踪。当并网点电压发生跌落时，利用一个比例函数降低电机转矩电流参考值，减少永磁同步发电机机组出力，通过将机侧与网侧间的不平衡功率传递至发电机转子，来稳定直流侧电压。最后通过仿真试验，验证了所提控制策略应用于直驱永磁风力发电系统低电压穿越控制的可行性和有效性。     

一种新型的大型风电系统最大风能追踪控制的建模与仿真

介绍了新设计的"变步长最大风能捕获控制器",采用矢量控制算法,实现了风力发电机输出有功和无功功率的解耦控制.在有功功率控制方面,控制器根据发电机输出转速扰动时,相应输出有功功率的变化"变步长"地调整系统输入,直到系统运行到最大风能点.仿真结果表明,该系统不依赖于最优功率曲线和风机参数,而且收敛速度快,可以迅速实现"最大风能追踪"控制,具有一定的应用价值.     

《新能源发电技术》课程中风力发电的现状与前景

风力发电技术是把风能转变为电能的技术。通过风力发电机实现,利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。在能源短缺和环境趋向恶化的今天,风能作为一种可再生清洁能源,日益为世界各国所重视和开发。由于风能开发有着巨大的经济、社会、环保价值和发前景,近20年来风电技术有了巨大的进步,风电开发在各种能源开发中增速最快。与风电发达国家相比,中国在风力发电机制造技术和风力发电控制技术方面存在较大差距,目前国内只掌握了定桨距风机的制造技术和刚刚投入应用的兆瓦级永磁直驱同步发电机技术,在风机的大型化、变桨距控制、主动失速控制、变速恒频等先进风电技术方面还有待进一步研究和应用不管怎么说,风力发电技术已经愈加成熟,风力发电控制技术也更加完善,总之风力发电前景广阔,我国对风力发电的研究也会更加深入。     

基于TMS320F2812的光伏并网发电模拟装置

为实现模拟光伏并网系统的功能,并集逆变、相位频率跟踪和最大功率点追踪等功能于一体,设计了以TMS320F2812为系统控制核心的控制系统,实现了太阳电池的最大功率点跟踪（MPPT）,其逆变器使用SPWM控制方式和软件PI调节器,将直流电源快速逆变为50Hz的标准单相正弦波交流电源。研究结果表明,该系统具有效率高、并网波形总谐波失真低、跟踪性能优异、抗干扰措施和保护功能完善的特点,为进一步开展大功率并网发电实验奠定了很好的基础。     

液压型风力发电机组的转速和转矩解耦控制

以液压型风力发电机组为研究对象,输出高质量电能为研究目标,针对机组存在的转速和转矩解耦问题展开研究。建立定量泵-变量马达液压传动系统数学模型。从液压传动系统出发,探究影响机组电能输出质量的关键因素,分析该多输入-多输出系统存在的耦合问题,并采用前馈解耦补偿控制方法解耦。分析变量马达和比例节流阀对液压系统输出转速与转矩的控制规律,得到基于高电能质量控制的转速和转矩解耦控制器。以30kVA液压型风力发电机组半物理仿真实验台为基础,针对提出的控制方法展开研究。仿真和实验结果表明：液压型风力发电机组输出的转速和转矩实现了解耦控制,有效地实现了液压传动系统的稳速控制和传输功率波动的平滑控制。研究结果为液压型风力发电机组高质量电能输出控制和电网友好性能提高奠定了基础。     

基于双PWM变换器的永磁直驱风电系统控制策略研究

针对基于双PWM变换器的永磁直驱风电系统的控制问题,对该风电系统电机侧变换器、电网侧变换器的控制策略进行了详细的分析,提出了一种桨距角控制策略,并基于Matlab/Simulink对永磁直驱风电系统进行了仿真。仿真结果表明,永磁直驱风电系统能够在不同风速下稳定运行,在额定风速以下可实现风能的最大功率跟踪,在额定风速以上通过桨距角控制能将风机系统的功率输出限制在额定值附近。研究结果验证了所提出的桨距控制策略的可行性。     

太阳能电动车最大功率点模糊控制器设计

太阳能电动车所处环境的多变性导致了太阳能电池板的输出特性也在不断变化,光伏发电系统中采用的最大功率点跟踪控制很难在多变环境下快速、准确、高效地进行最大功率点跟踪.采用模糊控制进行太阳能电动车最大功率点的跟踪,根据太阳能电动车能量控制系统的要求,为提高系统的稳态性和鲁棒性设计了适合于太阳能电动车的带修正因子自调整MPPT模糊控制器,并设计了基于DSP的模糊控制器的硬件电路和应用控制程序.     

高效能光伏充电系统研究

针对光伏充电系统存在的缺陷,提出了一种增强型最大功率点跟踪（MPPT）控制方法。该方法以负载获取最大功率为系统性能评价标准,将太阳能电池和控制器作为整个系统,蓄电池作为负载,并以充电电流为采样信号,利用DC-DC升压变换电路实现最大功率点跟踪,使负载始终工作于最大功率点。实验结果表明,该充电系统电路简单、控制灵活、转换效率高,在日照强度急剧变化时仍能保证负载的最大功率输入。     

基于PLC的风力发电机组控制系统研究

为解决风力发电机组在恶劣环境下安全可靠运行的问题,提出了一种以A—B公司的可编程逻辑控制器（PLC）作为主控制器的控制系统。在分析该控制系统工作原理的基础上,设计了风力发电机组的PLC控制逻辑系统、上位机监控系统和以太网通讯系统,并进行了初步的可行性验证。实验结果表明,该风力发电机组的控制系统运行安全稳定。     

基于风力机转速控制的液压型机组功率追踪研究

为解决液压型风力发电机组风能利用率问题,以机组输出功率最佳为控制目标,研究机组最佳功率追踪控制方法。建立了风力机特性数学模型和液压主传动系统数学模型,在数学模型的基础上提出了一种用直接风力机转速控制的最佳功率追踪控制方法,并对其控制率进行推导与分析。以30 kVA液压型风力发电机组实验台为基础,针对所提出的最佳功率追踪控制方法进行仿真与实验研究,结果表明该控制方法具有良好的控制效果。