基于模糊控制的风力发电机组偏航系统研究

针对近年来风电机组大型化对偏航系统稳定性提出的高要求,提出将模糊控制应用于偏航控制系统中。分析了偏航控制系统的工作原理;对偏航系统设计了模糊控制器,并对其控制过程设计了软件流程图;在Matlab/Simulink仿真平台中搭建了该系统的仿真模型,进行了仿真实验,并与传统PID控制方法的控制效果进行了比较分析。结果表明,模糊控制系统能同时满足偏航系统对控制精度和稳定性的要求,其整体性能优于PID控制系统。     

直流微网下混合式永磁风电机组反馈线性化控制策略

针对混合式永磁风电机组直流并网的特点,基于反馈线性化基本理论和实现方法,将该控制策略用来设计风电机组控制系统。在MATLAB2010b/Simulink仿真平台下建立了风电系统仿真动态模型,采用反馈线性化方法将所建立的仿射非线性模型线性化,设计了非线性控制器,通过调节机侧变流器等效电阻值,实现了永磁风电机组的线性化控制。仿真试验验证了该控制策略的正确性和有效性。     

基于PSCAD/EMTDC变速恒频风电机组控制系统仿真

控制系统使变速风电机组具有了诸多优越性能,同时也在很大程度上决定了变速风电机组的运行特性,准确模拟控制系统的工作特性是建立变速风电机组动态模型的关键。为此,以电磁暂态仿真软件PSCAD／EMTDC为平台,应用电机矢量控制原理与PI调节器串联校正等方法建立了基于双馈电机的变速风电机组控制系统,并依据变速风电机组控制目标的要求校验了控制系统性能,验证了控制系统的有效性。     

模糊前馈与模糊PID结合的风力发电机组变桨距控制

大型变桨距风电机组在额定风速以上通常采用PID控制器调节机组桨距角以达到功率恒定的目的,但由于从额定风速到切出风速之间的风速变化范围很大,一组固定的PID参数难以在不同风速下均有好的控制效果。该文在分析PID变桨距控制器缺点的基础上,提出模糊前馈与模糊PID结合的新型变桨距控制方法。模糊PID控制器能够保证在不同风速下均有较好的控制结果,而模糊前馈控制器则能够根据风电机组的桨叶气动特性,在额定风速以上的不同风速段,根据风速给出不同的适当的前馈桨距角,实现动态前馈补偿,提高控制系统的响应速度。对一个300kW的变桨距风电机组的仿真表明,该方法在额定风速以上的不同风速段都能够有效地减小系统的超调量,缩短调节时间,具有较为满意的控制效果。     

双馈风电机组参与电网一次调频的控制策略

由于现有风电机组不能响应电网频率的变化,不增加电力系统的转动惯量,大规模风电接入将对电网频率稳定性构成威胁。基于双馈风电机组的控制特性,提出一种实用化的风电参与电网调频的控制方法。采用分段控制的方式,要求风电机组在一定的频率范围内参与调频。基于转子动能控制原理,在电网频率上升到该范围时通过吸收部分转子动能减少风电机组的有功出力,实现风电机组的频率控制。最后在电力系统仿真软件中搭建风电调频控制的电网模型并以大规模地区实际电网为例进行仿真,研究风电参与电网调频的作用。仿真结果表明,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运行提供了可借鉴的理论依据。     

单元机组负荷控制的专家协调控制

针对单元机组负荷控制的特点，描述了专家协调控制系统的控制原理及专家自学习的控制过程，并讨论了专家协调控制系统的基本结构形式。通过仿真研究表明，专家协调控制方案不但能保证机组在升／降负荷时主汽压力在规定的范围内波动，而且能快速将机组负荷调整到要求值，能够满足机组在不同负荷水平时的负荷升／降要求，适应能力强。为实际工程应用提供参考。     

X-Y数控平台的智能力/位置混合控制

提出了一种力/位置混合控制方法.在位置控制部分,采用专家PID位置控制器;在力/位置控制回路,采用基于自适应模糊滑模控制的力控制器,利用第一类模糊逻辑系统逼近控制系统中的不确定项,然后结合滑模控制,设计鲁棒补偿项,并采用切换模糊化滑模控制来抑制外部环境的变化及干扰,仿真结果表明该控制方案使平台系统的鲁棒性和自适应性得到了明显改善.     

考虑载荷抑制的风电场分布式自动发电控制

为了优化风电场进行自动发电控制时风电机组承受的疲劳载荷,提出一种风电机组控制模型并将其应用于风电场控制。建立了一种多入多出的风机控制模型,同时控制转子转速和桨距角。在此基础上提出一种分布式控制框架的风电场控制系统,使得风电机组相互协调,并以改善疲劳特性为目标直接优化所有机组的转子转速和桨距角。仿真结果表明,该文提出的多入多出控制模型可实现对风电机组更加灵活有效的控制,结合风电场分布式控制框架,在完成自动发电控制(AGC)指令的前提下,风电机组疲劳载荷可以明显降低。     

面向风电并网运行稳定性的SMES-FCL控制策略研究

针对双馈风电机组存在低电压穿越能力弱和功率输出不稳定的问题,构建和分析了适合于双馈风电机组并网的超导储能—限流系统(SMES-FCL),实现了储能和故障限流双重功能。针对含SMES-FCL的双馈风电机组并网系统的非线性特性,将模糊PI(Fuzzy-PI)控制策略引入SMES-FCL逆变器的电压电流双闭环控制系统,并实现与斩波器的协调控制,克服了传统PI控制参数整定困难且控制鲁棒性差的不足。在MATLAB/Simulink环境下建立了含SMES-FCL的双馈风电机组并网系统的仿真模型,分别对电网正常运行和外部短路故障多种场景进行了仿真分析。仿真结果表明本文所提方法不仅能改善双馈风电机组并网的输出功率平稳问题,而且还能改善其低电压穿越能力。     

基于双馈风电机组有效储能的变参数虚拟惯量控制

双馈风电机组采用电力电子变流器控制使得机械部分与电气部分解耦,大规模风电并网后电力系统总有效转动惯量下降,增加了系统的调频压力。文中通过对双馈风电机组运行及控制特性的分析,研究给出了反映机组有效储能的等效虚拟惯性时间常数的计算方法,提出了基于双馈风电机组有效储能的变参数虚拟惯量控制策略。该控制策略通过检测电网频率变化以及动态识别机组运行状态,修改控制参数控制机组有功输出,释放或吸收机组有效动能,对电网提供动态频率支撑。在理论分析基础上进行时域仿真验证,仿真结果表明,双馈风电机组变参数虚拟惯量控制在机组各种运行工况下实现了对系统频率的有效支撑,提高了电力系统频率稳定性,且保证了机组调频过程中自身运行的稳定性。