风电机组非线性PI变桨控制器设计

风力发电机组(风机)由于系统本身的强非线性和运行环境的复杂性导致难以获取精确的数学模型,而且实际系统中,需考虑风机存在输出指令饱和的影响。针对以上问题,在风速高于额定风速时,基于加性状态分解(ASD)动态逆的控制方法对风力发电机组变桨控制问题进行研究,设计非线性PI控制器。通过设计的控制器实现对风机期望功率和转速的跟踪,以及在控制过程中减弱积分饱和作用,满足系统快速响应要求。最后对设计的控制器与传统PI控制器进行仿真对比验证,结果显示所设计的控制器效果优于传统PI,可以控制桨距角得到稳定的风轮转速和功率输出,同时降低输出指令饱和带来的影响,控制系统具有良好的鲁棒性。     

基于FAST的大型风力发电机功率优化研究

风机受自身机械结构的承受能力与电气负载极限的影响,需在其相应的工作状态限制其转速与功率。因此风电机组的控制主要分为额定风速以下的转速控制和额定风速以上的功率控制。本文主要针对额定风速以上对风机进行恒功率控制的研究。利用FAST软件建立风机的整机模型,并在Simulink中设计了一种基于功率反馈的PID变桨控制器,考虑到PID参数的选取对控制器的性能影响较大,而人工参数整定不一定能得到最佳参数,针对这一问题,采用粒子群算法(PSO)进行参数寻优,以此来优化功率曲线,仿真结果验证了其有效性。     

电力滤波器直流母线电压抗扰动的研究

针对传统直流母线电压PI控制时,有源电力滤波器直流母线电压受负载扰动影响较大的问题,本文提出了电压环采用双模控制结构：模糊控制器和PI控制器。直流母线电压在大范围内采用模糊控制,在小偏差范围内转换成PI调节。仿真结果表明：与传统的PI控制相比,双模控制明显的降低负载扰动情况下母线电压的波动性能。     

基于交流异步伺服技术的风电机组变桨系统

风力发电机组变桨控制系统（风电机组变桨系统）是风电机组控制系统的重要组成部分,至今尚无较成熟的国产化产品。本文就交流异步伺服技术的风电机组变桨系统进行研究。     

超速与变桨协调的双馈风电机组频率控制

为了深入挖掘双馈风电机组的调频潜力,提出了一种超速与变桨相协调的调频控制策略。本文就该控制策略根据不同的风速条件,将调频分为低风速、中风速和高风速3种模式,对其进行研究分析,希望能为同仁提供帮助。     

漂浮式风电机组的载荷优化控制及其先进监测技术研究

针对大型漂浮式海上风力发电机组运行过程中叶根处存在有较大的载荷和平台摇动等问题,根据现有的漂浮式平台模型、独立变桨控制算法和控制策略,在输出功率稳定的情况下,在PI协同变桨的控制基础加上,采用叶根处的载荷控制信号和平台摇动角度的控制信号的方法来实现风力发电机组的优化控制。为验证控制器的可行性,通过美国可再生能源实验室的FAST和MCrunch软件进行仿真,将结果与统一变桨的结果进行对比后,采用先进监测与控制方法有效性,可为今后开展样机控制器的测试提供一种思路。     

永磁发电机在离网型风电系统中运行特性的测试分析

通过实验分析法,针对某400W风力发电的永磁同步发电机运行特性进行了测试和分析。为了能准确、有效地对发电机的特性参数进行综合测试,搭建了发电机特性综合测试系统平台,系统采取VVVF交交变频器自动控制的三相异步电动机直接驱动发电机的运转方式,并配备专业化的EDA9033G数据采集器和JW-1型扭矩仪,实现了对发电机电压、电流、频率、功率、转速、转矩等参数的实时监测、显示、存储等功能。依据实验所得数据,拟合了发电机空载特性、输出特性、效率特性、外特性及转矩特性曲线。通过分析各曲线,对该永磁同步发电机的性能做出了评价,并以提高离网型风电机组的风能捕获效率为依据,提出了永磁发电机应具有的最佳性能。     

750kW风力机组特点探析

国内风力机组市场竞争日益激烈,技术先进优点突出的风力机组则在市场中尤为重要。但是目前我国各大风电场所使用750 kW的风力机组的功率调节方式可分为失速式调节和变桨式调节,此两种功率调节方式在此功率段都有相应的弊端,我公司推出的主动失速型风力机组成功的综合了这两种调节方式的优点,同时又回避了各自的缺点,而且机组的成本比较前两种传统的调节方式的风力机组变化不大。     

自组织模糊控制能馈电子负载模拟策略

针对电子负载对响应快,控制准的测试性能需要,提出基于移相全桥隔离型拓扑的负载模拟电路,设计基于LEM传感器和LF353M的比例运算信号调理电路,并提出自组织型模糊控制的电流PI单闭环策略。对功率传递下的移相全桥电路作小信号等效电路模型并推理出输入电流与控制移相角的传递函数,并结合相位裕度稳定法设计PI校正器。最后,设计并通过自组织变论域改进模糊控制器,从而串联PI校正器进行参数智能调整。通过仿真验证和实验表明,在7 A的输入电流工况下,自组织模糊控制PI策略实现在7 ms内到达稳态,且稳态误差在3%以内,相比于常规PI与常规模糊控制,具有更良好的动态响应和稳态性能。     

兆瓦级风电机组变桨距控制系统设计

作为限制出力和制动速度的决定性系统,变桨系统的安全可靠性十分重要,目前我国风电机组的变桨距控制系统主要依靠引进。本文主要介绍风电机组变桨距控制系统控制策略,以及变桨距控制系统设计,希望能为同仁提供帮助。     

刍议防止汽轮机严重超速的措施

当汽轮机转速超过危急保安器动作转速并继续上升时,即会发生严重的超速事故。汽轮机发生严重超速,即"飞车"事故,是发电厂十大重大恶性事故之一,其后果往往是整台机组毁灭性的损失。严重超速事故的发生,主要是在运行中突然甩负荷、发电机与系统解列、汽轮机做危急保安器超速试验时控制不当的情况下发生的。本文就从各方面谈谈如何防止汽轮机严重超速问题。     

基于改进樽海鞘群算法的PMSM变论域模糊控制

目的 为提高自动化包装流水线的生产效率,针对永磁同步电机PI控制器参数无法适时调整而引起的稳态误差较大、抗干扰性差等问题,提出一种基于改进樽海鞘群算法的新型变论域模糊控制器。方法 通过游走策略和变异分布策略对樽海鞘群智能算法的位置更新进行改进,同时加入过界个体的加权位置修正与劣势个体二次迁移,并将优化后的算法与变论域模糊PI控制器相结合,用于调节伸缩因子,以获得对永磁同步电机更好的控制效果。结果 仿真表明,文中改进后的控制器较传统PI控制器有效减小了静态误差;同时优化后的控制器令PMSM在变速和变载工况下响应更快,较改进前的樽海鞘群算法作用下PI控制器在变速和变载工况下的超调量分别降低约21.35%和62.85%。结论 算法优化伸缩因子后得到的变论域模糊控制与其他控制相比,更有效地提高了系统的鲁棒性,改善了系统的控制性能,减小了损耗。     

电压跌落对风力机叶片振动影响分析

风力机单机容量不断增大,装机容量不断增长,风力机与电网之间的耦合效应越发突出。电网的干扰以及故障会对风力机机械部件产生冲击。为了获得叶片在电网电压跌落时的动态响应,把叶片简化为悬臂梁,用3D Timoshenko梁进行离散化建模,建立了叶片运动的动力学方程,基于某1.5 MW风力机低电压穿越测试得到的转速,变桨曲线,获得叶片所受时变载荷的基础上,运用Newmark法对叶片在电压三相对称跌落与不对称跌落下的动态响应进行了计算。结果表明电压的跌落会对叶片产生冲击效应,在叶片拍打方向振动幅值比挥舞方向更大。叶片振动变化的总体特征随着风机载荷和电压跌落的幅值增大而增大的。同等工况和跌落幅度下,三相对称跌落时振动的变化要大于不对称跌落的振动变化。     

风电装备整体式动力学建模与仿真分析

针对大型化、高可靠性、长寿命的高端风电装备发展趋势,研究风电装备动力学特性,基于风电装备能量流、物质流、信息流与各部件拓扑关系,确定风机整体式动力学建模流程;综合考虑叶轮捕获风能、风载及传动系统模型与电网反作用载荷模型,借助SIMULINK软件对风电装备整体动力学模型仿真分析。结果表明,风电装备转速、功率特性与风机额定工况运行参数基本相符,从而验证整体式动力学模型的可信度;风电装备扭矩从叶轮端传递到发电机端,扭矩波动幅值降低,且兆瓦级风机叶轮端扭矩量级为E6 Nm,发电机端扭矩量级为E4 Nm;可对增速箱输入、输出端扭矩曲线进行包络线拟合,为增速箱内部功率损耗分析提供宏观边界条件。     

可变内容积比螺杆式压缩机的性能分析

随着冷水机组、单元式空调机和水源热泵机组等产品的能效指标从名义工况EER或COP发展到IPLV或ICOP,机组的变容量或变工况性能主要取决于压缩机的变容量或变工况性能。固定内容积比的螺杆式压缩机如果在偏离设计工况下工作,效率下降,进而导致整个机组的性能下降。本文研究变内容积比螺杆式压缩机,内容积比可变化,使得压缩机内压比与外压比与工况相适应,可提升压缩机效率及机组性能。应用于冷水机组、水源热泵机组时,水源热泵机组在制冷工况时能效比可提高14.1%～35%,冷水机组的IPLV可提高7.2%左右。     

大型扭矩仪计量校准装置的设计

扭矩参数是船舶主动力系统（包括船、机、桨的匹配）性能直接反映的最关键参数.本文通过对船舶扭矩测量仪在线校准技术的研究,详细阐述了大型扭矩仪计量校准装置设计的总体思路、设计方案以及结果分析.该装置的设计,可为船舶扭矩测量仪提供在线校准技术手段,为船舶航行的安全性、可靠性提供坚实的保障.     

风电机组变桨控制系统故障识别

变桨控制系统是风电机组系统中控制算法比较复杂、设备故障发生频繁的子系统。当风机出现故障并发生停机状况时,数据采集系统和监视控制系统会显示出具体的故障信息,这种具体的故障信息会有多项内容,并且会在风电机组定位故障种类、确认检修方式、及时恢复生产等方面带来很多不利影响。因此,靠非线性状态估计的风电机组变桨控制系统的故障识别功能,能够及时排除风电机组的故障,提升风电机组的稳定性,提高风电机组发电性能。该文主要是基于非线性状态估计技术作为风电机组变桨控制系统的数据挖掘方法,分析风电机组变桨控制系统运行的趋势及故障类型。     

600MW汽轮机组继电保护研究

本文针对600MW汽轮机组采用数学分析和物理建模相结合的方法,对发变组保护配置的采用判别机端无功电流幅值原理的发电机失磁保护、采用判别机组和系统功角原理的失步保护、采用判别发电机中性点端三次谐波辅值原理的100％定子接地保护等进行了详细分析,以求在配置和整定值上满足大机组对保护选择性、灵敏性和可靠性要求,经现场实际运行证明,本整定方案切实可行。     

定桨距与变桨距两种风电机组在某地的功率曲线和发电量比较

在某地对定桨距及变浆距两种风电机组的功率曲线和发电量进行比较。变桨距风电机组的风能利用系数高,发电性能好,优越性比较明显。本文通过在某风电厂搜集了几十台风电机组的有关数据,重点对定桨距与变桨距两种风电机组的功率曲线和发电量进行了分析比较。     

60MW汽轮发电机组、发电机转子轴向振动的故障诊断及治理

针对某电厂60 MW汽轮发电机组、发电机转子轴向大振动作出故障诊断及治理,揭示了导致该机组发电机转子轴向大振动的主要原因是发电机轴承端盖设计结构有缺陷,设计结构系统存在和激振力频率一致的固有频率,当轴承端盖的固有频率接近转频时,容易引起较大的轴向振动,从而严重影响机组安全可靠地运行,经过改进使轴向振动值达到了标准要求的合格范围.