一种定桨距风力机测控系统的研究

在分析风力机动态特性的基础上,针对其失速状态工作点不稳定的特点,讨论了一种新型的风力机特性测量方法,建立了一套包括双凸极发电机、直流变换器、虚拟仪器测控装置在内的直驱风力发电系统测控平台.本系统以LabVIEW为核心测控软件,通过对风力发电系统负载的控制,实现了风力机的转速闭环,在风洞实验中,成功测试了某型风力机的气动特性.实验证明了该风机测控系统的可行性和准确性.     

永磁直驱风力发电系统MPPT控制的研究

文章首先介绍了风力机模型。然后介绍了一种改进型的变步长爬山算法,通过该算法改变直驱风力发电系统三重交错并联Boost变换电路的占空比,从而实现最大功率跟踪,获取最大风能。最后,利用MATLAB/SIMULINK建立直驱永磁风力发电系统仿真模型并进行研究。试验结果表明,改进型变步长爬山算法比传统爬山算法能更快跟踪最大功率点,控制系统具有较好的控制精度和稳定性。     

大型直驱永磁风力发电机及其并网运行研究

为了研究大型直驱式永磁风力发电机控制及其并网后在电力系统中的运行,建立了风速模型、发电机模型,对直驱式永磁风力发电机的工作原理进行了研究,对风力发电机接入电网运行进行了分析,并对最大功率跟踪和桨距角控制进行了研究.采用理论分析与计算机仿真方法,给出了仿真结果.结果表明,直驱永磁风力发电机在低于额定风速时可以跟踪最大功率,高于额定风速时可以保持额定功率;直驱式永磁风力机对故障电流无贡献,对电网谐波影响很小,几乎不存在闪变问题,对电网频率稳定性无贡献.     

组合型垂直轴风力机气动特性的模拟计算与实验研究

为改善直线翼垂直轴风力机在低风速下的起动性,设计一种以Savonius风轮作为起动机与直线翼垂直轴风力机相组合构成的组合型垂直轴风力机。首先采用空气动力学原理和风洞实验经验结果设计开发垂直轴风力机空气动力特性计算软件,并进行风力机性能模拟计算,然后利用风洞实验测试组合型风力机和单独型直线翼垂直轴风力机的力矩和功率特性。将实验结果与采用气动模拟计算出的风力机气动特性结果进行对比分析,结果表明组合型风力机可在较低风速起动,可改善直线翼风力机起动特性,且最大功率系数有一定提高。但在高风速下,在风速大于8.0m/s时,组合型风力机的功率特性开始降低,特别是10.4m/s以后,阻力风轮对风力机的功率输出产生一定影响。     

永磁直驱式同步风力发电系统滑模自寻最优控制

针对永磁直驱式同步风力发电机系统部分负荷阶段的最大功率捕捉问题,提出了一种滑模自寻最优控制策略。在风力机和永磁同步风力发电机非线性数学模型基础上,利用滑模变结构自寻最优控制算法实现风力发电系统最大功率捕捉,同时用自适应参数改善滑模变结构控制带来的输出颤振。该方法具有无须测量环境风速和精确风力发电系统数学模型的优点。仿真证明该方法具有良好的控制效果。     

基于风速估计的小型永磁直驱风力发电系统MPPT控制方法

为了提高小型永磁直驱风力发电系统的发电效率并降低控制成本,基于转速信号与功率信号,采用支持向量机方法,对1台200 W永磁直驱风力发电机建立风速估计模型。分析模型参数对模型精度的影响,并采用萤火虫算法对模型参数进行优化。基于上述模型提出一种最大功率跟踪复合控制方法,并利用Matlab对该方法进行仿真验证,结果表明其具有有效性。最后利用送风机、小型永磁直驱风力机等构成试验平台,对所提控制方法的可行性进行验证。     

一种分段式变步长爬山法最大功率追踪控制策略

为提高小型永磁同步风力发电系统最大功率追踪的性能,结合小型风力发电机工作特性,在两种经典爬山法的基础上,提出一种更加适合小型风力发电机的分段式变步长爬山法,该算法能快速稳定地使系统运行在最大功率点。在此基础上,搭建了基于Matlab/Simulink的模型进行仿真分析,并构建了以TMS320F28335 DSP为控制核心的直驱式永磁同步风力发电模拟实验平台,通过实验和仿真结果验证了分段式变步长爬山法的有效性和优越性。     

变速直驱开关磁阻风力发电系统的控制与实现

对开关磁阻发电机的运行原理和风轮机的功率输出特性进行了分析,提出了一种不依赖风轮机运行参数即可实现最大风能跟踪的控制方法。使用MATLAB/SIMULINK构建了系统模型,进行了仿真,并在试验室中进行了验证。设计了一套10kW开关磁阻风力发电系统并应用到现场,实现了变速直驱发电,给出了部分现场数据,证明直驱式开关磁阻风力发电是可行的。     

小型定桨距风力机卸荷电阻动态无级调节主动失速控制研究

针对小型直驱永磁同步风力发电系统的失速控制问题,提出一种新型的风力机失速控制方法。该方法实现卸荷电阻的动态无级调节,在风速大于额定值小于切除风速时,对卸荷电阻进行动态调节,使系统以恒功率运行;在风速大于切出风速值时,通过控制卸荷电阻实现平稳停机。综合所提出的风力机失速控制方法和额定风速以下的最大功率跟踪控制目标,进一步提出系统统一的控制算法,该方法不仅可实现低风速区的最大功率跟踪控制,且在高风速区实现恒转速和恒功率控制以及切出风速时的停机控制。仿真结果验证了所提新型失速控制方法的正确性与有效性。     

应用双级矩阵变换器的永磁直驱风力发电系统集成控制策略

以基于TSMC的永磁直驱型风力发电系统为研究对象,建立TSMC并网逆变级的数学模型,提出TSMC直驱型风力发电系统的集成控制策略,将最大风能跟踪、输出功率调节、变速恒频控制通过网侧逆变级的集成控制实现,且无需进行稳定直流电压的功率平衡控制,系统控制复杂度降低。仿真结果验证了该控制策略的有效性。