基于Bladed软件的风电机组变桨距控制系统设计

随着风力发电机组向着大型化发展,单机容量在不断增加.为了满足风力发电机组功率输出稳定和减小风力发电机组载荷的要求,大型风力发电机组基本上都采用了变桨距控制技术.通过阻力系数和风能利用系数的数学关系推导出阻力系数与风力发电机功率输出的关系,在模拟叶片老化中引入风机的失效运行状态,提出在失效运行状态下采用变桨距控制与调整发...     

船舶柴油发电机组双回路系统神经网络控制研究

针对船舶柴油发电机组转速控制与励磁控制,设计了CMAC神经网络与PID控制器相结合的并行控制系统,并分别运用到船舶柴油发电机组系统的2个控制回路中。CMAC神经网络控制算法具有在线学习速度快和局部泛化能力强的特点;在控制中,CMAC神经网络通过对发电机控制的学习,获得了系统广义被控对象的逆动态逼近模型,以此实现对系统的控制。在某大型船舶电力仿真系统的运用中,发电机负载特性测试的结果表明控制系统的2回路之间的协调性好,系统控制质量满足有关船舶规范的要求。     

变桨距风力机的模糊控制系统仿真

针对变桨距风力机存在非线性、时变性、抗干扰性和滞后性等问题,在分析风力发电机组系统特性和变桨距控制要求的基础上,建立了风力发电机的数学模型,并对变速恒频风力发电机组在低于和高于额定风速运行时的变速桨距调节分别设计了两个模糊控制器,最后在Matlab/Simulink仿真软件上利用SimPower-Systems模块进行仿真.仿真结果表明本方法有效、可行.     

双馈式感应风力发电机组建模及其控制研究

以双馈式感应风力发电机组(DFIG)为对象,分析了DFIG的建模和控制问题。该模型包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型。提出了风力机的桨距角控制策略和发电机的转速控制策略。发电机转速控制采用dq同步旋转坐标下的矢量控制。用MATLAB/Simulink软件建立了DFIG模型,并且根据所提出的控制策略对风速随机变化以及系统电压突变时机组的运行情况进行了仿真。仿真结果验证了模型的合理性及控制策略的科学性和可行性。     

模拟双馈变速变桨距风力发电机组的运行控制研究

从系统控制的角度,针对风力发电机组变速变桨距双馈异步发电机自动运行中的恒功率输出等关键问题进行了控制对象特性分析和控制方案设计.结合西门子s7-1200PLC控制器和风力发电机仿真模型(E-Wind Turbine)构建了研究实验平台,并进行了系统的控制实验与仿真.重点针对恒功率输出问题的控制进行了多种控制方案的设计和实验验证,经过比较不同的控制方案后证明:基于前馈的协调控制方案效果较好.     

液压型风力发电机低风速下的恒转速控制方法

为实现液压型风力发电机在低风速下的恒转速控制,以大功率的低速大扭矩径向柱塞泵代替传统的定量泵,分析风力发电机在低风速下的性能.基于液压型风力发电机组的工作原理,建立定量泵-变量马达主传动系统数学模型,采用PID算法闭环调速控制的方法实现变量马达恒转速输出.仿真实验结果表明,在低转速下定量泵的负载和输入转速变化,对变量马...     

基于小波神经网络的风力发电机故障预测方法

针对风力发电场风力不可控、风况复杂和数据的非平稳性现状,利用风力发电场SCADA大数据,对风力发电机组进行分析,提出一种基于小波分析和神经网络的智能算法,通过分析风力发电机相关故障信号的特征,实现对风力发电机的故障诊断和预测。最后对大熊山风电场2MW 风力发电机组运行数据进行仿真和分析,仿真结果表明,小波神经网络是一种风力发电机故障诊断和预测的有效方法。     

基于DMC的汽轮发电机转速和端电压综合控制仿真研究

励磁控制系统有利于提高输电系统的微动态稳定性及改善动态品质,但效果受限于强行励磁顶值倍数与励磁电流上升速度.仅通过控制发电机的磁场,并不能大幅度提高系统的暂态稳定极限.研究表明,快速汽门调速控制能够克服励磁控制的不足.另外,汽轮发电机组的汽门调节回路和励磁调节回路之间存在交连耦合.因此,汽轮发电机组需要进行汽门与励磁相...     

基于MRAC风电系统的MPPT控制策略

针对风力发电机组复杂多变量非线性系统的不确定性和多干扰等特点,提出了一种新的最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,采用模型参考自适应(MRAC)方法对变速风力发电机在风速变化条件下进行控制,使风力机获得最大风能,实施最大功率点跟踪控制.设计了一套基于TMS320LF2407A和TMS320VC33双DSP的风力发电系统.实验结果表明,这种控制策略比传统PID控制器能更有效地减少振荡,较快地达到稳态,提高了风能转换系统的效率和质量,很好地实现了变速恒频双馈风力发电机最大功率点跟踪控制.     

双馈异步风力发电机矢量控制研究

根据交流励磁变速恒频风力发电系统的运行特性,将矢量控制技术应用于双馈异步风力发电机的控制.机侧变流器采用定子磁链定向矢量控制,网侧变流器采用电网电压定向矢量控制,2个控制器共同作用,其工作状态根据双馈异步风力发电机的运行状态自由切换.试验结果表明:本控制方法能实现功率的双向流动,保证了双馈异步风力发电机稳定的并网运行.     

模糊控制在变速恒频风电无功功率优化中的应用

分析了变速恒频风力发电机组的特性及运行原理。提出了在定子有功参考功率捕获最大风能的同时,确定定子无功参考功率,以提高机组运行效率、优化机组运行为目的的控制策略。在该策略中运用模糊逻辑来获得定子无功参考功率的确定值,仿真验证了该策略的有效性,其能实时调节系统的无功功率,使发电机在获得定子最大有功功率的同时,显著减少了发电机本身的损耗,提高了其运行效率。     

直驱永磁风力发电机最大功率跟踪的鲁棒控制

针对直驱永磁同步风力发电系统,考虑实际中存在的系统参数不确定性和外界干扰,研究了直驱永磁同步风力发电机最大功率跟踪控制问题。利用转子磁场定向矢量变换技术和鲁棒backstepping非线性控制技术及干扰抑制技术设计了一种鲁棒轨迹跟踪控制器,通过控制定子电流的转矩分量调节风电机转速,实现系统最大风能捕获和稳定运行。理论分析和与其他控制器的仿真比较结果均表明,所设计的控制器可以保证额定风速下系统参数存在不确定性和外部干扰时,风力发电系统仍能够实现安全可靠地最大获取风能的运行。     

计及供热的发电机组AGC优化控制研究

为解决供热抽汽改造导致的发电机组热电耦合及非线性问题,提高系统自动发电控制(AGC)跟随能力,提出了用于解耦控制的前馈补偿解耦算法,并对解耦后的电功率控制回路设计了基于模糊算法的模糊比例-积分-微分(PID)控制器。仿真结果表明,利用前馈解耦算法与模糊算法相结合的方案有较好的解耦效果,并能有效优化AGC跟踪能力,提高系统控制性能。     

风电传动系统的参数自整定PID控制仿真分析

新型风电机组传动系统的控制主要取决于液力机械部分的控制。由于风速具有非线性、时变不确定性,难以建立精确的数学模型,应用常规PID控制器不能达到理想的控制效果。提出应用参数自整定模糊PID控制器对液力机械部分进行控制仿真,首先根据风电机组传动系统特点,对风电传动系统建立数学模型,然后通过不同风速经由新型传动系统,得到发电机输入转速、功率、扭矩。实验表明,应用参数自整定模糊PID控制器能对风电传动系统进行较好的控制。     

基于UPFC的风力发电功率控制研究

在推导风力机的机械部分数学模型及风力发电机的等效数学模型的基础上,根据同步发电机的等面积定则和电力系统稳定控制器的原理,设计了统一潮流控制器(UPFC)的串联侧控制系统,该系统除常规的统一潮流控制器串联侧控制系统输入量为输电线路有功功率和无功功率外,采用风力发电机的转速增量为输入量,经过隔直和补偿环节,其输出作为统一潮流控制器有功功率控制环节的调节量,经过调制的有功功率一方面作为常规统一潮流控制器的功率控制输入量,一方面作为桨距角控制器的输入量。斜坡风作用的仿真结果表明:基于所设计控制系统的UPFC不仅能很好地平滑风力发电机的输出有功功率和转速,而且能有效维持风力发电机的机端电压。     

某型微型燃气轮机发电站控制规律研究

微型燃气轮机发电站工作原理复杂,需通过解耦处理,设计分部件多回路控制器,方可实现准确控制。本文将某型微型燃气轮机发电站的控制规律分解为功率环、温度环和转速环,深入研究了转速、排气温度、功率三个核心闭环控制的控制算法。通过仿真计算验证了控制算法的先进性以及控制参数的合理性。因此,功率闭环、温度闭环和转速闭环综合解耦控制的方式适合于微型燃气轮机发电站的应用。     

直驱式风力发电系统并网变流器研究

直驱永磁风力发电系统中,变流器是将发电机所发的电能输送至电网的设备.建立了永磁直驱风力发电系统并网变流器数学模型,在同步旋转坐标系下,将输入功率因数改善到单位功因.同时,在三相全桥全控型直流-交流变流器电网并网下,提出了交-直轴电流闭回路控制,使永磁式同步发电机向电网提供电能.利用MATLAB/Simulink建模仿真,仿真表明设计的交-直轴电流闭回路控制,发电机能向电网稳定输送功率,其并网电流和电网电压同相位,并实现单位功率因数传递电能,验证了控制系统的可行性与有效性.     

直驱式永磁同步风电系统变桨距控制算法研究

以直驱式永磁同步风电系统为研究对象,在各部分数学模型的基础上,建立了整个风电系统的模型。基于此模型,考虑到风电机组非线性强、转动惯量大导致变桨距控制困难的问题,提出了基于模糊自适应PID和模糊前馈结合的变桨距控制算法并对该算法进行了仿真。仿真结果表明,当风速高于额定风速时,该控制算法能有效地控制风电机组的输出。最后在相同风速条件下比较了该控制算法与模糊控制算法、传统的PID控制算法的控制效果。比较结果表明,当风速高于额定风速时,虽然3种控制算法均能控制风电机组的输出,但是与模糊控制算法和传统的PID控制算法相比,本文提出的算法具有更好的稳定性和动态特性。     

永磁直驱风机最大功率跟踪模糊控制的仿真研究

对永磁直驱风力发电机的数学模型进行了推导,通过坐标变换得到了其在旋转坐标系下的数学模型,对机侧实现最大功率跟踪的控制策略进行了论述.由于风速的随机性、不确定性,若采用传统的PI控制,仅一组固定的参数在不同风速下难以达到较好的控制效果.为了提高风力发电机的动态性能,通过分析风力发电系统各参数之间的关系,设计了模糊自适应PID控制器,以叶尖速比的偏差及其变化为输入对象,以交轴电流为输出对象,使风力机能够实现最大功率跟踪,其控制效果优于传统的PI控制策略.     

光伏并网发电系统中的最大功率点跟踪控制

为实现光伏并网系统的最大功率点跟踪控制,提出了一种适用于基于混合控制的级联逆变器的光伏并网发电系统的双级控制策略.通过电流瞬时值反馈滞环控制,将输入电压控制(功率控制环)和光伏系统入网电流控制(电能质量控制环)解耦,简化了控制器设计.首先对该双级控制策略进行了分析,然后对瞬时值反馈单元控制器参数进行了设计,最后进行了仿真和实验.仿真和实验结果验证了所提出的控制方法的有效性,表明该双级控制策略可在进行最大功率点跟踪的同时保证入网电流质量