双馈感应风力发电系统新型功率控制策略研究

在风力发电功率优化控制问题的研究中,针对双馈感应风力发电系统稳定性问题,推导出双馈感应发电机转子d-q轴电流分量与定子无功功率及转矩之间的数学表达式,提出以定子无功功率和转矩作为参考输入的控制方法,得出系统功率转换的控制策略,建立了风电系统转子侧变换器的矢量控制框图.采用Matlab/Simulink,搭建了1.5MW风力发电系统的仿真模型.运行仿真模型,得到了双馈感应发电机转子电流,双馈风力发电系统的有功功率、无功功率及三相输出电流等信号的波形曲线.仿真结果表明,改进控制策略提高了系统的鲁棒性和输出电能质量,证明了控制策略的有效性和可行性.     

风力发电模拟实验装置设计

针对风力发电教学难以实验的特点,设计了实验室条件下的风力发电模拟实验装置.该实验装置的硬件部分可实现对各种手/自动操作的应答、变频器控制以及风机的数据采集/处理和存储;软件部分则通过程序和控制策略,分析了风机运行情况,并在触摸屏上进行组态,绘制风机的功率曲线.该装置实现了在实验室条件下的模拟风力发电,为高校提供了新的实验装置.     

WiMAX在风力发电故障诊断系统中组网的研究

结合风力发电故障诊断系统的特点,提出了WiMAX技术在该系统中应用的方案,并介绍了其技术优势.同时给出了风力发电故障诊断系统中的WiMAX组网设计,证明了其应用的可行性.     

大型风力发电机组新技术专车向

自20世纪80年代以来,美国、欧洲(如英国、荷兰、丹麦等国)及日本,建设了大批风力发电场.风力发电技术朝着大型化、商品化、实用化、集群化方向快速发展.特别是近10年来,随着现代高新技术的发展,以及各国的能源意识、环保意识的增强,世界风力发电技术取得了更长足的发展.其中,大型风力发电机组的研制与应用,一方面加速了风力发电技术的发展,一方面提高了风力发电量,有利于降低风力发电成本.以下着重介绍大型风力发电机组的技术动向.     

双馈风力发电系统的非线性解耦控制

为了克服双馈风力发电系统基于近似线性化模型的分离控制方法动态性能差,抗扰能力弱的缺点,研究了双馈风力发电系统的精确线性化解耦控制.首先从电力电子装置与电机系统集成的角度,建立了双馈风力发电系统的统一模型;然后应川逆系统理论,推导出其逆系统模型,将其精确线性化成一个伪线性系统;最后运用内模控制理论对其进行综合以提高系统的鲁棒性,实现了双馈风力发电系统的高性能控制.仿真和实验结果表明,该控制策略不仅可以加快系统的响应速度.保证系统的全局稳定性,而且还可以减少所需的直流滤波储能电容,提高系统可靠性.     

大型海上风力发电高塔系统一体化分析建模研究

大型海上风力发电高塔系统的精细化建模与整体可靠性设计对保障风能资源开发的安全性与经济性日益重要.本文结合柔体动力学与有限元建模,考虑气动耦合效应、桩土相互作用、塔体前后运动控制和非线性转矩控制,建立了大型海上风力发电高塔系统一体化分析模型(Sto DRAOWT模型).与国际上通用的风机分析软件分析结果对比表明,本文建立的Sto DRAOWT模型分析结果可信,建模更为全面合理,计算效率更高.在此基础上,实现了风浪联合作用下海上风力发电高塔整体系统的动力响应分析,为大型海上风力发电高塔系统的随机响应分析与可靠性设计奠定了基础.     

基于光电传感器的风轮转速测定

介绍了一种利用光电传感器和STC89C52单片机快速测定风力发电系统风轮转速的方法.该测速系统的硬件主要包括单片机控制模块、传感器模块、显示模块和串口通信模块.光电传感器用于检测风轮叶片的存在与否,并输出相应的电平信号.单片机则对传感器的输出脉冲信号进行计数,然后推算出风力发电系统风轮的真实转速,并将结果输出至LCD.实验结果表明,该测速系统结构简单,成本低,测量准确,适用于尚未嵌入旋转编码器的风力发电系统.     

三点比较法在风力发电系统中的应用

由于风的随机性,充分利用风能是风力发电系统的本质要求,在研究了各种MPPT算法的基础上,提出将三点比较法应用于风力发电系统,介绍了风力机运行特性和最大功率点跟踪(MPPT)的原理,分析三点比较控制算法在应用到风力发电系统中的缺点和不足,并在此基础上提出了改进型的三点比较法.采用Matlab软件进行仿真实验,仿真结果表明改进型三点比较法具有良好的收敛性和抗干扰性,同时证明了改进型的三点比较法的正确性和可行性.     

风力发电系统传感器故障诊断

针对非线性风力发电系统,提出了一种基于滑模观测器的传感器故障诊断方法.基于考虑传感器加性故障的非线性动态模型,利用T--S模糊理论建立风力发电系统全局T--S模型,设计模糊T--S系统滑模故障观测器,产生对故障具有敏感性的残差,实现故障检测.通过等价输出控制方法来维持滑模运动,直接获取故障信息,重构传感器故障.最后以三叶片水平轴风力发电系统为例,仿真验证了该方法的有效性与可靠性.     

基于智能控制方法的风力发电系统的变桨距控制器

以对风力发电机系统进行功率控制为目的,提出基于智能控制方法的变桨距控制器的设计.风力发电系统结构复杂,具有非线性、时变的特点,单纯的模糊控制和PID控制都不能取得良好的控制效果.针对这一问题,提出风力发电系统模糊PID双模变桨距控制策略.使用Matlab中的Simulink组件建立系统模型,进行仿真试验.仿真结果表明,使用模糊PID双模控制变桨距控制器的风力发电系统确实具有较好的动态性能、收敛速度和静态误差.