变速变桨距风电机组减载调频综合控制策略研究

为了适应高风电渗透电力系统调频需求,各国风电并网导则均要求风电场具有参与系统调频的能力.由于双馈感应风电机组调频能力与其运行工况相关,不计工况统一减载调度必然存在不合理性.围绕DFIG调频控制策略,提出一种变速与变桨协调控制减载运行控制策略,整定具备功率向上调节能力的减载运行曲线,基于仿真计算得到各风速下风电机组最大可下调功率范围,并通过下垂频率调整控制,检验减载运行方式下风电机组对系统频率的支持作用.仿真研究表明:考虑各风电机组调频能力差异来优化配置各风电机组的调频容量,可以提高调频调度的合理性.     

风电场无功电压控制研究

目的研究双馈感应发电机的无功发生极限,采用一种风场控制策略实现接入点电压达到控制的目标值,以实现风场内的协调控制.方法双馈感应风机机组作为主要无功源,以双馈风机风电系统的功率关系为基础,把并网点电压调节作为目标同时考虑到各机组机端电压的协调控制策略.按照机端电压近似相等的原则来整定各台机组的无功出力,针对所采用的策略应用PSAT仿真软件搭建风场模型并进行了仿真.结果优先控制风电机组进行无功功率调节,降低风电功率波动,仿真结果验证了策略的正确性和有效性.结论充分发挥双馈风机作为风电场的元素组成部分的调压能力,提高风电机组对系统正常电压波动的适应性,并且减少了无功补偿设备的无功输出,实现了快速调节.     

柔性直流与风电协同的受端系统频率调控方法

针对柔性直流输电联网的受端岛屿电力系统频率稳定性问题,提出了受端系统风电与柔性直流输电系统协同的频率调控方法.在分析双馈风电机组(DFIG)和柔性直流输电系统(VSC-HVDC)有功功率调控性能的基础上,设计了DFIG和VSC-HVDC参与受端系统惯性响应与一次、二次调频的总体方案;通过风电场附加频率控制,利用超速减载备用容量实现系统的一次调频,并在此基础上设计了基于虚拟同步发电机(VSG)控制的换流站二次调频控制策略,即根据系统频率偏差精确调整受端换流站输出功率,从而维持受端系统功率平衡,提高其频率稳定性.最后,基于Matlab/Simulink搭建了含风电机组、柔性直流输电系统的受端岛屿电力系统仿真模型,对系统受到扰动后的惯性响应与一次、二次调频性能进行了验证,结果表明,所设计的控制策略能够很好改善受端电力系统的频率特性.     

双馈风电系统全风速下的功率控制策略

为了实现全风速条件下的功率调节,对双馈风力发电机组的功率控制策略进行了研究。额定风速以下采用基于叶尖速比的最大功率追踪控制,实现最大风能捕获;额定风速以上采用变桨距角控制,输出功率维持恒定,保证整个系统安全稳定地运行。利用MATLAB建模并进行了仿真,仿真结果表明：在较大的风速变化区间内,双馈风电机组能实现对输出功率的有效调节,两种功率控制策略切换时系统能保持较好的稳定性。     

基于滑模和扩张状态观测器对双馈风机低电压穿越的控制研究

为满足双馈式风电机组具有低电压穿越的能力,确保双馈式风电机组在电网电压跌落时不会脱网,并持续向电网提供无功。本文提出采用积分滑动模态控制策略和扩张状态观测器来改善和提高双馈式风电机组的低电压穿越能力。在指数趋近律下,通过积分滑动模态控制与双馈式风电机组模型进行结合,形成系统的控制策略。利用扩张状态观测器对系统状态量进行跟踪并估计扰动。通过仿真实验证实该策略的可行性。     

基于二分法的双馈风力发电机组功率协调控制策略研究

提高风力发电机组有功功率的主动控制能力,对促使风电场满足电网有功输出要求,推动风力发电持续发展具有重要作用。为实现对双馈风电机组有功输出的主动控制,对双馈风力发电机组的功率关系及其调控方式进行分析,提出了基于二分法的有功功率分层协调控制策略:以变桨距控制作为外层控制,对机组输出功率进行粗调;在变桨距控制的基础上,以变速控制作为内层控制,利用二分法确定机组的最优转速,对机组的输出功率进行微调,从而实现对机组有功输出快速准确调整。最后,利用PSCAD仿真平台对控制策略进行验证,仿真结果表明该控制策略是可行的。     

基于Crowbar电路的双馈风电机组低电压穿越能力

针对传统控制策略的双馈风电机组的低电压穿越能力非常有限,不能满足我国电网运行条例中关于低电压穿越能力的要求．通过在转子侧增加撬棒(Crowbar)电路,在不改善控制策略的情况下,对Crowbar电路提高双馈风电机组的低电压穿越能力进行理论分析,并利用综合稳定程序(PSASP)对没有加装Crowbar电路和加装了Crowbar电路的双馈风电机组进行仿真比对.结果表明,Crowbar电路可以提高双馈风电机组的低电压穿越能力．利用风电机组低电压穿越试验装置在某地进行了现场试验,进一步证明了加装Crowbar电路不仅在理论上可以提高DFIG的低电压穿越能力,在实际应用中也是完全可行的方法．     

风电机组气动载荷控制策略

针对风电机组在风切效应影响下,较大尺寸的桨叶会加剧风轮所承受的不平衡气动载荷问题,提出了基于改进离散模糊控制的同步变桨距和基于桨叶方位角权系数分配的独立变桨距联合控制策略.通过主动变桨距控制来实现风电机组输出功率的稳定,同时降低风轮所承受的轴向气动载荷.仿真结果表明,此联合控制策略在风电机组的额定工作区间,不仅可以使风电机组的输出功率稳定在额定功率附近,而且还可以有效地抑制其轴向气动载荷,也直接证明了所提出的控制策略的有效性.     

基于双馈风机变桨与变速协调的频率控制

为了改善大规模风电并网给电网频率带来的不利影响,基于双馈风电机组的控制特性,结合转子动能与备用功率控制的特点,提出一种频率分段控制的备用功率与转子动能相协调的多层次、多周期、多环节的联合调频控制方法.电网频率发生偏移时,风机既能快速释放或吸收转子动能,又能调节桨距角,实现风电机组的频率控制.在电力系统仿真软件中搭建供电网络模型,并结合实际电网运行情况进行仿真,仿真结果表明,该方法使得风电机组对频率变化具有快速响应能力,可有效改善电网的频率特性,为双馈风电机组安全稳定并网提供了可借鉴的依据.     

双馈变速恒频风电机组的功率特性

针对在风电机组完成设计之前,需要对机组输出功率性能作出预测的问题,介绍了双馈变速恒频风电机组的系统模型,包括风速、风轮、发电机和变频器的数学模型;根据叶轮原动机输入的机械能和机组的发电功率曲线,研究双馈发电机的稳态特性、功率关系;基于SUT 1500风机模型的参数,利用MATLAB软件仿真机组的功率输出特性.研究结果表明,对于双馈变速恒频风电机组,在低于发电机额定转速时,通过调节功率因数,可以实现机组的最大功率输出,提高机组的运行效率和性能,给机组的控制方案设计提供了参考.     

一种基于模糊预测控制的锅炉炉温控制仿真

锅炉的炉温控制一直是工业生产中的关键环节,锅炉对象具有强耦合、大延时、大惯性特征.传统PID控制由于模型匹配不佳在实际操作上会有较大的温度波动.该文将模糊数学与预测控制相结合应用在锅炉炉温的控制上,并与传统的控制方法进行了比对,仿真结果表明该方法能解决炉温控制波动较大的难题,对锅炉炉温这一类大延时系统有较好的适用性.     

模糊控制在风力发电机组偏航控制系统中的应用

由于风能的随机性和不稳定性等特点,传统的偏航控制很难取得很好的控制效果.为了解决偏航系统跟踪风向的变化这一问题,提出了把模糊控制应用于偏航系统,并设计了一种模糊控制器.通过仿真研究,并与PID控制器的控制效果进行比较,结果表明模糊控制系统能够更快更准确地跟踪风向的变化,具有较好地控制性能,从而确保偏航系统的性能更加稳定.     

变风量空调系统末端的模糊神经网络控制研究

针对目前传统PID控制对模型依赖性强,难以在线调整,对具有非线性和不确定性的变风量(VAV)空调系统的控制动态性能差的特点,提出将模糊神经网络应用于该系统.建立了模糊神经网络控制器,基于变风量空调系统末端装置的数学模型进行了仿真研究.结果表明,该控制策略比传统PID控制更适合于VAV系统,控制系统具有更好的鲁棒性和自适应能力,可以取得更优的动态性能.     

基于改进模糊控制的光伏MPPT策略研究

针对基于二维模糊控制的光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)控制方法在外界环境急剧变化时响应较慢、输出不够平稳等不足,提出了改进的模糊控制算法.该算法在传统二维模糊控制的基础上增加了一个反馈输入量,改善了系统的动态性能.仿真结果表明,与二维模糊控制及常规扰动观察法相比,改进的模糊控制不仅能快速响应外界环境的变化,而且具有较好的控制精度.     

基于最大功率追踪的双馈风力发电机直接转矩控制

根据风力涡轮机的工作原理及风电控制系统的特点,构建了以双馈感应电机为对象的变速恒频风力发电系统,为克服大风扰动对风电机组有功功率的影响,提出了采用融合最大功率追踪算法和直接转矩控制算法的控制策略,以提高功率控制的平稳性.以某风场1.5 MW双馈式风力发电机为参照,搭建机组的Matlab仿真模型,对不同风速扰动下的机组功率控制进行仿真,仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性.     

基于滑模状态观测器的永磁风电系统最大功率点跟踪控制策略

为了提高传统风能最大功率点跟踪控制的鲁棒性,提出了新的滑模自适应最大功率点跟踪控制策略。由于实际无速度传感器的风电系统变量难以测量,为此构造了滑模状态观测器来估计系统的转速跟踪误差,并基于估计值设计了滑模自适应最大功率点跟踪控制器。最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了完整的风电系统仿真模型。仿真结果表明,在不同风速扰动作用下,所提出的控制策略均能实现良好的跟踪和控制效果,提高了风电系统的鲁棒性,保证了风电系统的最大功率输出。     

基于鲁棒状态估计的永磁风电系统最大功率控制

为了提高传统风能最大功率跟踪控制的鲁棒性,提出新的滑模自适应最大功率跟踪控制策略。由于实际无速度传感器的风电系统变量难以测量,为此构造滑模状态观测器,估计系统转速跟踪误差,基于估计值设计了滑模自适应最大功率跟踪控制器。最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了完整的风电系统仿真模型,仿真结果表明,所提出的控制策略在不同风速扰动作用下能实现良好的跟踪和控制效果,提高了风电系统的鲁棒性,保证了风电系统的最大功率输出。     

跳汰机选煤生产过程智能控制

基于跳汰选煤的基理建立了以精煤灰分、精煤回收率为控制目标的跳汰机仿人智能控制系统 .智能控制系统由二层构成 .智能控制系统上层以跳汰机实时分选效率、入洗原煤性质和可选性为依据 ,应用专家系统技术 ,实时识别系统状态和趋势 ,实现智能控制系统底层各子控制系统间协调与优化控制 .智能控制系统的底层由一多环模糊控制器构成 ,解决跳汰机多变量控制 .多环模糊控制器分别实现跳汰机系统的给料、排矸石、排中煤、筛下顶水和总用风量模糊控制 .实际应用表明 ,此种跳汰机智能控制系统可以较好地解决跳汰选煤生产过程实际控制问题 ,取得较好经济效益     

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。