风力发电机液压变桨距控制系统的研究

根据空气动力学知识,组建由风速模型、风轮模型、传动链模型等组成的变桨距风力发电机组仿真模型。重点对液压变桨距控制的过程进行研究,在Matlab/Simulink环境下建立液压变桨距控制系统模型,对收桨和开桨过程进行建模仿真并对结果进行分析。在液压变桨距控制系统中引入PID控制器进行校正,通过仿真分析验证系统设计的可行性以及仿真模型的合理性,以使液压变桨距控制系统可达到准确快速地控制桨距角的目的。     

考虑变桨驱动电机特性的风电机组运行性能仿真

为了更好地反映并网风电机组的动暂态运行特性,提出了考虑变桨系统的风力发电机组运行性能研究.在阐述变桨距控制原理的基础上,建立了以变频三相感应电动机作为驱动电机的变桨控制系统数学模型,并对其变桨距控制性能进行仿真.结合考虑变桨电机驱动特性的变桨系统控制模型,建立了并网笼型异步发电机组的动态数学模型.对额定风速以下和额定风...     

风力发电机一体化控制系统

基于BR X20系列可编程序控制器,将主控系统、变桨系统、变流系统三合一,建立了风力发电机一体化控制系统。介绍了这一一体化控制系统的原理与特点,设计了硬件与软件。风力发电机一体化控制系统已在多地风电场中应用,效果良好。     

电动变桨距控制系统设计与实现

针对变桨距控制系统在风力发电机组中作为限制出力和制动速度的决定性系统,此处首先研究和分析了兆瓦级风力机特性、风电机组的变桨过程,以及变桨距控制系统的工作原理,计算了桨叶负荷力矩,然后详细设计了变桨控制系统的整体结构、伺服控制系统和备用电源系统,再利用有限状态机设计了变桨控制系统软件,最后搭建了变桨距控制系统平台.实验结...     

无模型控制器在风电变桨控制系统中的应用

由于风速、风向的随机性导致风力发电变桨距系统具有非线性、强耦合、大时滞等特点,难以准确建模。为改善系统动态性能,保证发电机输出功率恒定,将无模型控制器引入到风力发电变桨系统中。采用MATLAB软件的Simulink工具构建该模型并仿真。结果表明,在高风速段和额定风速附近,发生相同的风速变化值,无模型变桨控制系统通过桨距角的不同调节可以很快实现发电机的恒功率输出。另一方面,本文将该控制系统应用于风力发电机组运行测试,其运行结果与模拟结果一致。因此,本文设计的无模型变桨系统控制效果良好,优化了风电系统的稳定性。     

基于交流异步伺服技术的风电机组变桨系统

介绍了风力发电机组变桨控制系统的工作原理和基本组成,分析了目前风电机组变桨系统采用的伺服系统,进而提出了符合技术发展趋势的基于交流感应伺服技术的风电机组变桨控制系统方案,对适用于风电变桨系统的交流感应伺服系统的特点进行了探讨,对交流伺服驱动器故障时的辅助控制措施提出了解决方案,该变桨系统方案已应用于某国产风电机组变桨控制系统.     

激光测风系统辅助变桨控制

激光测风系统是风力发电机发展过程中的一项新技术。基于该系统设计的变桨控制系统可以降低整机载荷,提高机组安全性能。给出了这种变桨控制系统的设计及实现方法,并通过仿真证明了该控制方法的有效性。     

双馈变速变桨风电机组的结构分散化控制方法应用研究

针对双馈式变速变桨风力发电机组在运行中的不确定性、非线性、多变量、强耦合、时滞等特性,对其控制技术进行研究,建立起了变速变桨风力机组结构分散化模型,它由4个单元模型、2条因果链和2支链间关联的模型构成。在此模型的基础上,根据链系统的预估机制和控制方案,给出了以风力机转速和风轮输出转矩为受控量的关联系统的结构分散化控制算法。仿真结果表明,与传统的PI控制方法相比,该新型控制系统应用于双馈式变速变桨风力发电机组的过程控制,不需要进行繁琐的PI参数整定,稳定性、抗干扰和容错能力较好,具有重要的实际意义和应用价值。     

风力发电机液压变桨系统的建模与仿真

介绍了风力发电机液压变桨系统的原理,建立了液压变桨系统的数学模型,并进行了稳定性与响应性分析。对液压变桨系统采用比例积分微分控制,通过仿真确认了控制效果。     

浅谈风力发电机组的液压和电动变桨系统

全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机组均采用了变桨距技术,变桨距控制与变频技术相配合,提高了风力发电机的发电效率和电能质量,使风力发电机组在各种工况下都能够获得最佳的性能,减少风力对风机的冲击,它与变频控制一起构成了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术。变桨距控制按执行机构可分为液压变桨和电动变桨两种类型,以Vestas公司的液压变桨系统和Mita-Teknik公司的电动变桨系统为例,对这两种变桨系统的结构及特点进行了分析。     

基于能量传递函数法的风电机组液压变桨距系统的建模及仿真

液压变桨距系统作为风力发电机组的重要组成部分,对保证风电机组的正常运行起着至关重要的作用。能量传递函数法是在功率键合图基本理论基础上,提出的一种对多能量耦合系统进行建模的方法。本文利用能量传递函数法对变桨距液压系统进行建模,为风电机组变桨距控制策略的研究以及控制算法的改进提供了精确的对象模型。通过对仿真结果的分析,证明了这种建模方法的正确性和有效性。     

基于实时以太网的兆瓦级风电机组电动变桨距系统

工业以太网是控制网络的发展方向,Ethernet POWERLINK(EPL)是一种可满足最苛刻实时要求(4级)、并已投入到工业自动化及运动控制系统应用的工业以太网.主要探讨应用Ethemet POWERLINK于即时运动控制系统的方案,以及实现一个以实时以太网为基础的MW级风电机组电动变桨距系统,并引入了基于模拟负载...     

基于微处理器的风力发电机综合优化控制策略

由于风能能量密度低、随机性和不稳定性的特点,给风力发电带来发电效率低、电能不稳定等问题。提出使用微处理器控制,集偏航系统和变桨距控制系统为一体,共同实现风机的优化控制。将风向标测得的风向和风速信息输入给CPU,通过对风能及风机性能的综合分析和决策,由微控制器发出各项操作指令。当风速小于额定风速时,启动偏航控制系统,始终保证风机获得最大风能;当风速大于额定风速时,同时启动偏航系统和变桨距控制系统,根据风速大小调节桨距角,保证风机的输出功率不变;当风速过大时,采用紧急停机策略,调节桨距角使风叶与风向方向平行,以保护风机。研究结果表明,不仅实现了风能的最大利用,还提高了输出电能的稳定性,保证了分布式电源并网的电能质量,控制过程简单、过渡平缓,具有良好的应用前景。     

基于PSCAD/EMTDC的双馈感应风电机组变桨距控制仿真分析

提出一种简化的风力机变桨距控制模型,通过发电机转速和风力机输出功率的反馈信号分别调节桨距角,控制发电机的转速恒定和风力机输出功率平稳.采用PSCAD/EMTDC仿真软件建立该变桨距控制模型,对整个风力发电系统(包括双馈电机和并网装置等)进行仿真,验证该风力机变桨距控制方法的可行性.     

基于RBF神经网络滑模变结构独立变桨控制研究

为降低大型风电机组由风剪切、风切变和塔影效应在叶片上产生的不平衡载荷,根据风力机气动力学、风剪切、风切变和塔影效应,提出一种基于RBF神经网络滑膜变结构独立变桨控制策略。滑模变结构控制抗干扰强、鲁棒性强和响应速度快,缺点是滑模变结构控制易产生抖动。利用RBF神经网络的在线学习能力,实时调整滑膜变结构控制器增益,使滑模函数趋于切换面,有效降低滑模变结构控制的抖动,提高独立变桨控制系统的动态性能。利用Matlab/Simulink和GH-blade软件搭建了5 MW风电机组的联合仿真模型。仿真实验表明采用所提出的独立变桨控制方案能有效降低桨叶根部不平衡载荷,还能提高风电机组运行在额定风速以下的功率性能。通过试验平台的测试,也验证了所提出的独立变桨控制策略的合理性。     

变桨距直驱风电机组AGC仿真研究

本文以变桨距控制为切入点,根据直驱永磁风力发电机组的特点,基于MATLAB/SIMULINK构建了直驱式风电机组的仿真模型,并将其与一台火力发电机组并联,以桨距角为被调量进行电力系统的二次调频,分别对引入变桨距控制前和控制后的情况进行了仿真。仿真结果表明,引入桨距角控制之后,风电机组能更好的适应系统的负荷扰动来维持系统的频率稳定,从而为实现直驱式风电机组的自动发电控制(AGC)提供了理论研究依据。     

基于DSP的风力发电机变桨距液压行程测量

简述了一种利用数字信号处理器(DSP)及磁致伸缩传感器对风力发电机变桨距液压行程进行测量的系统。分析了变桨距伺服系统的原理,给出了液压行程测量的硬件设计及DSP捕捉计时软件的设计。系统实现了液压行程高分辨率的测量,获得了理想的测量结果。     

基于TS模糊加权的风电机组变桨距的双模切换优化控制

传统的PID变桨距控制策略存在转速波动较大、变桨的跟随性差等不足。以风速在额定风速以上时,使风力发电机的输出功率稳定在额定功率为研究目标。针对变桨系统的惯性与延迟导致控制过程动态调节时间长、超调量大等问题,提出了基于T-S模糊加权的模糊与PID双模切换优化变桨距控制策略。以Simulink为试验平台,搭建了永磁直驱风力发电机组的变桨控制模型。通过仿真验证表明,所提方法具有模糊控制与PID控制两者的优点,控制输出的桨距角精度更高、响应速度更快、功率更加靠近发电机输出的额定功率。     

改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性研究

提出了改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性的措施以实现风电场的低电压穿越(low voltage ride through, LVRT)功能。目前，大部分基于双馈感应发电机的变速风电机组不具有故障情况下的暂态电压支持能力，当电网侧发生严重短路故障时，风电场的暂态电压稳定能力会影响到电网安全稳定。该文在DIgSILENT/PowerFactory中建立了具有暂态电压支持能力的变速风电机组转子侧变频器控制模型及用于故障后稳定控制的桨距角控制模型，通过包含风电场的电力系统仿真计算验证了模型的有效性及其对风电机组和电网暂态电压稳定性的贡献。仿真结果表明，当电网侧发生三相短路故障时，风电机组转子侧变频器暂态电压控制能够控制风电机组发出无功功率支持电网电压；桨距角控制能有效降低变速风电机组机械转矩，避免出现风电机组超速及电压失稳。得出结论：采用变频器暂态电压控制及桨距角控制能够改善基于双馈感应发电机的并网风电场的暂态电压稳定性，确保风电机组低电压穿越(LVRT)功能的实现及电网安全稳定。