风力发电系统变桨距模糊PID控制

由于风速的随机性及气动效应的影响,变桨距风力发电系统成为多变量强非线性不确定系统.常规PID控制方法难以取得满意的控制效果,本文在介绍和分析PD型和PI型模糊控制器的基础上,通过在PD型模糊控制器上并联一个积分环节,构成风力发电系统变桨距简化模糊PID控制器.仿真结果表明,该控制系统具有较好的动静态性能及风速扰动的鲁棒性.     

独立变桨距控制系统在风力发电中的应用

为解决统一变桨中风机由于风切效应、塔影效应等不可避免的干扰因素引起的桨叶和塔架等部件的载荷在时间和空间上的不均匀问题,通过引入独立变桨距控制系统来解决这些问题,并通过光纤光栅传感器进行实时的监控叶片上的载荷,以防止叶片裂纹的产生.最终通过整个系统达到在任何风速下都可以减少叶片疲劳损害,稳定输出功率的作用.使用Mat-lab软件进行仿真验证,结果表明独立变桨距系统能很好的解决风力发电系统中现存的问题.     

基于方位角权系数分配的独立变桨距控制

风力发电机组功率不断提升,风机桨叶随之增大,风机在额定风速以上运行时,桨叶所受气动载荷逐渐增大,为风机安全运行埋下了隐患,因此希望减小这一载荷。针对这一问题,在充分分析风电机组结构及其运行规律的基础上,依据空气动力学原理,提出了一种基于桨叶方位角权系数分配的独立变桨距控制方法。同时,针对风机输出功率要求稳定的目标,设计了一种模糊-PID控制器。仿真结果表明,风机在高于额定风速以上运行时,这种模糊-PID控制下,基于桨叶方位角权系数分配的独立变桨距控制策略,可以改善风机输出功率并有效地减小桨叶气动载荷。     

MW级风电系统的变桨距控制及载荷优化

针对风速的随机性及不确定性的特性,以及大型变速变桨风电机组(Variable Speed Variable Pitch Wind Turbine,VSVP)在桨距控制过程中,由于其大转动惯量造成发电机转速响应延迟的问题,提出了一种基于卡尔曼滤波算法的风轮气动转矩观测器,并将气动转矩与参考转矩偏差作为控制器输入以及时响应外界风速变化.针对变桨过程中普遍存在的塔架前后振动和传动链扭转振动问题,提出了通过在原有控制策略的基础上采用加速度反馈和阻尼滤波的方式得到附加桨距角和转矩,从而抑制振动的控制方式.利用Bladed编制了外部控制嚣对某2MW风力发电机组进行仿真,验证了该算法的可靠性,将所提出的控制策略应用于MW级风力发电机组,能够改善桨距控制的动态特性,并有效降低关键部位疲劳载荷.     

风电机组电动变桨距控制系统的优化研究

由于风速的随机性、不稳定性及气动效应的影响,使得风力发电机组变桨距控制系统具有非线性、参数时变性、强耦合等特点,难于实现高精度控制,导致风电机组输出电能质量较差。为了改善系统在恒功率输出运行区域内的动态性能,分析了风电机组变桨距控制系统的现状,建立了整个风电机组模型,提出了优化的变桨距控制策略,并设计了基于模糊控制的变桨距控制器。仿真结果表明,独立变桨距控制技术的控制效果比统一变桨距好,实现了风力机各叶片的优化独立变桨距控制,优化了风力发电系统在超过额定风速时的恒功率控制,具有抗干扰能力强、控制精度高的特点。     

兆瓦级同步风力发电机变桨距控制策略研究

变桨距风力发电机已成为风力发电机组的主要研究和发展方向,结合长星集团同步风力发电机组,对变桨距控制技术进行了研究,在额定风速以下时实行变速运行,控制发电机的励磁电流从而控制发电机的转速,使得风力机转速能够跟随风速变化,保持最佳叶尖速比使系统获得最大的风能利用系数;额定风速以上时,采用PID控制算法控制桨距角,使发电机输出功率恒定,并提出了实现方法;通过仿真工具进行计算机仿真,验证了本方法的有效性。     

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.     

风力发电统一变桨距的双模糊控制策略研究

风电机组输出功率有两个主要影响因素,一个是风速的波动性,另一个是不可控性,对该目标的实现带来了困扰,使得传统控制策略在其稳定性控制方面效果并不理想;针对这一缺陷,提出了统一变桨距的双模糊控制策略;该双模糊控制系统的主体部分由模糊PID控制器和模糊前馈补偿器两部分组成;与传统控制策略相比,双模糊控制策略减小了风电机组输出功率的波动范围,降低了控制器参数的调整频率;仿真结果证明了该控制策略的有效性.     

基于云模型的变桨距系统积分滑模控制

针对具有参数变化和外加干扰的变桨距风力发电系统,提出了一种基于云模型的积分滑模控制。在滑模控制中引入误差项的积分,并用状态量代替误差的导数,消除传统滑模控制需要期望输出信号导数已知的假设;利用云模型的不确定性推理方法,动态地调节切换增益;利用积分的方法对切换增益进行估计,估计出系统中不确定因素的界,有效地削弱系统的抖振。仿真结果表明:该控制器用于风速高于额定风速以上的变桨距控制系统中,具有较好的控制品质,对系统参数的不确定和外部干扰具有很强的鲁棒性。     

风光互补发电系统设计方法研究

风光互补发电系统是将风力发电和太阳能光伏发电组合起来构成的发电系统。整个发电系统由光伏电池阵列、光伏方阵直流防雷汇流箱、控制器、逆变器、交流防雷配电柜、防雷接地装置、蓄电池组、测量设备等各部分组成。阐述了风光互补发系统各部分的构成特点及设计中应注意的问题。     

基于DIgSILENT/PowerFactory的双馈风力发电系统的建模和仿真

基于DIgSILENT/PowerFactory电力仿真软件建立了双馈感应发电机风力发电系统桨距控制数学模型、风力机数学模型和轴系数学模型,并对整个系统进行了仿真,模拟了有功功率、无功功率分别变化时以及网侧发生三相短路时整个系统的运行情况。仿真结果表明,该系统实现了功率的解耦控制以及在网侧三相短路情况下运行稳定,验证了模型的正确性,为风电场的仿真建模奠定了基础。     

并网运行的直驱风力发电系统建模及仿真研究

在PSCAD/EMTDC中建立了包含风速、风力机、直驱同步发电机、轴系扭振模块、变流器及其控制部分的并网直驱风力发电系统模型,提出了基于最大风能跟踪控制结合变桨距控制的策略,研究了在变风速输入和网侧出现单相短路故障时直驱型风力发电系统的动态响应特性,仿真结果表明了并网直驱风力发电系统模型及其控制策略的正确性和可行性。     

变速风力发电机组最大风能追踪与桨距控制

针对变速变桨风力发电机组(Variable Speed Variable Pitch,VSVP)如何在低风速时最大限度捕获风能以及在额定风速以上稳定输出功率进行研究。低风速时在传统风能追踪控制策略的基础上,提出通过改变最优增益系数来追踪最佳风能利用系数的自适应转矩控制策略。在额定风速以上,依据风机空气动力学原理、风轮扫及面内风速风切特性,提出基于桨叶方位角信号的独立变桨距控制策略。该策略通过权系数将统一变化的桨距角转化为3桨叶独立变化的桨距角。以国产某2 MW风力发电机组为验证对象,基于Bladed软件平台对所采用的控制策略进行仿真验证。结果表明,相对传统控制,所提出的控制策略在低风速时能够更好的追踪最大功率点。额定风速以上时,使风力发电机组能够在额定转速下保持稳定的电功率输出。     

模糊控制在风力水力互补发电中的应用

设计了基于模糊控制器的风力水力互补发电系统,并利用MATLAB软件中的Simulink工具箱对该系统进行了建模仿真,取得了良好的效果。仿真结果表明,基于模糊控制器的风力水力互补发电系统可以很好地解决风力发电波动性大的问题,为风电的大规模应用提供了可行的解决方案。