小型失速型风力发电机实验测试及最大功率跟踪控制研究

以9台轴流式风机作为源动力,构建开放式风洞测试实验平台,用变频器调节风机转速以产生需要的模拟风速。通过测量风速值,以及1kW小型失速型风力发电机的输出电压和电流,经过数据采集卡,传送到工控机。为达到功率优化吸收,进行了系统硬件电路设计,通过控制计数器输出脉宽调制(PWM)脉冲来控制并优化小型失速型风力发电机的功率。开发的实验测试系统对小型失速型风力发电系统的研究具有重要意义。     

垂直轴永磁直驱风力发电系统MPPT仿真研究

选取分布式中小功率垂直轴风力发电机为应用对象,详细阐述了风力机模型、永磁同步发电机(PMSG)模型、空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术以及基于最佳叶尖速比(TSR)的最大功率跟踪控制(MPPT)原理,给出了基于Matlab/Simulink仿真的垂直轴永磁直驱风力发电系统模型。通过对在稳定风速和动态风速下的仿真结果分析,验证了搭建的风力发电系统能很好的完成最佳转速的调节,实现最大风能捕获,为垂直轴风力发电系统MPPT控制算法的进一步研究构建基础性的平台。     

基于神经网络PID的变速变桨距控制设计

在风力发电中,为了提高风力发电的能量转换效率对风力发电机进行变速变桨距控制,按照所需要的功率系数值确定所需要的变桨角度,以保证功率的稳定.本文研究利用神经网络PID控制器作为变速变桨距系统的控制器.在风速低于额定风速时,采用的是变速控制,此时风能效率高于采用失速控制风电机组的风能效率,具有优化的气动特性;在风速高于额定风速的情况下,根据风速的变化调整桨叶节距角,从而调节发电机的输出功率,使风力发电机组的输出功率保持稳定.最后,利用Simulink构建整个控制系统,对系统进行Matlab仿真.结果表明,使用神经网络PID控制的风力发电系统在风速从额定风速到切出风速时,相对失速控制风电机组,采用变桨距控制风电机组的功率恒定,发电品质较好.     

永磁同步风力发电系统最大功率追踪新方法

风力发电系统的输出功率随着风速变化而变化,引起输出功率的波动。因此提出一种采用永磁同步电机作为发电机实现最大功率输出的永磁同步风力发电控制系统。建立了风力机模型、最大功率追踪算法模型,采用二分法和停止机制算法,使风机按最大功率点跟踪方式运行,通过二分法实现变步长,并加入停止机制降低转速振荡,防止在最大功率点的波动。介绍了传统爬山法和改进的爬山法,通过对比仿真研究,表明新方法可以有效提高最大功率追踪效率,并减少系统在最大功率点的波动。     

基于BP神经网络的SRG风力发电最大功率点跟踪研究

以8/6四相开关磁阻发电机(SRG)为例,针对风速的突变性和不确定性,传统PI控制器难以有效准确地实现最大功率点跟踪(MPPT),采用一种基于BP神经网络算法优化PI控制器控制参数,进而调整励磁电流,使SRG风力发电系统准确运行于最大功率点。在Matlab/Simulink中搭建开关磁阻风力发电机模型并进行仿真分析。仿真表明:与传统MPPT策略相比,当风速连续变化时,改进的MPPT控制策略可以良好地实现SRG风力发电MPPT。     

一种平滑 DFIG有功功率波动的混合控制策略的研究

提出了一种在超同步转速范围内平滑双馈异步风力发电机（ DFIG）转子侧有功功率波动的混合控制策略。该策略在传统的双馈异步风力发电机组控制基础上,引入了变桨距和直流侧电压混合控制。变桨距控制用来平滑有功功率波动的低频分量;直流侧电压控制的给定值叠加一个随功率波动变化的偏差电压,用来平滑有功功率波动的高频分量。在Matlab/Simulink平台上,搭建了DFIG构成的风力发电系统,分别采用传统控制策略和文中提出的混合控制策略进行仿真,结果表明,混合控制策略有效平滑了发电机转子侧有功功率的波动。     

带压缩空气储能系统的全液压海上风力发电系统

1风力发电机对储能的迫切要求由于风的随机性,导致风力机输入功率的随机波动,为了平抑这种波动,现代风力机都采用变桨控制的方法。但是由于变桨控制系统的被控对象—叶片的惯性很大,因此变桨控制只能平抑慢变的风速波动,对于阵风是来不及调节的。况且即使液压变桨系统有足够快的动态,也不宜用于叶片的快速调节,因为叶片会产生强烈的扭振,大大缩短叶片的寿命。储能系统动态远高于变桨系统,可有效平抑风力     

风电机组模糊滑模变结构恒功率控制研究

风力发电机组设计向单机容量大型化、高可靠性、高效率、低成本的方向发展。现阶段,大型风电机组主要采用双馈异步感应发电机或永磁同步发电机,前者是主流。风电场的风向和风速时刻在变化,风电机组要适应这种变化,通过调节桨距角、风机转速等参数,满足一定的功率控制需求。本文采用模糊滑模变结构控制技术,通过变桨距角的方式,实现了风力发电的恒功率控制。     

变速恒频双馈风力发电系统的功率特性研究

风速的随机性、间歇性及不确定性,必将导致风电场的输出功率也具有随机波动性和间歇性,风电系统的输出功率影响电网的安全稳定运行和电能质量。文章给出了双馈风力发电系统的结构原理图,考虑变换器和双馈风力发电机,通过统一数学模型构建,给出了系统的等效电路;分析了变速恒频双馈风力发电系统的功率特性,并给出了具体算例。     

新型双转子永磁风力发电机的理论研究

是对新型双转子永磁风力发电机的理论研究。通过对双转子电机的结构化创新,及其运行机理的分析,提出一种在风力发电方面具有明显优势的双转子永磁风力发电机。该新型风力发电机能够大大降低启动风速,加宽了极限工作风速范围,提高了风能利用率。文章通过对风力机数学模型的分析还介绍了基于最佳叶尖速比的最大功率点跟踪控制模式,并对电机永磁体的选择进行了比较分析。最后,文章提出了该新型风力发电机目前存在的不足及改进方向。     

变速恒频双馈风力发电机矢量控制研究

针对风力发电系统中恒速恒频控制低风能利用率的问题,对双馈异步发电机构成的变速恒频风力发电系统,采用在定子磁链定向矢量控制基础上的参数自整定模糊PI控制方法,实现了发电机转子励磁电流在风机变速时的快速跟随,使发电机网侧输出频率保持恒定。仿真结果表明,系统具有良好的动态性能。     

基于液压传导的风力发电系统研究

提出一种新型的液压传导储能风力发电系统模型。该模型采用液压系统传导储能,有效改善风电波动性,降低风机的制造维护成本,并实现功率及电压控制。通过液压传导将发电机及相关控制系统降至地面,能够降低一定的风机制造成本。通过对该模型的分析和实验,证明该新型系统能适用于中小型风力发电系统并且可以有效克服现有风力发电系统的一些缺陷。液压储能实现异时发电并改善风电的波动性,而通过调节液压系统来进行稳压,则无需电力稳压系统。     

大功率直驱风力发电系统直流侧电压复合控制策略

在开发大功率直驱型风力发电双脉宽调制（PWM）变流器的过程中,为有效抑制由于电机侧有功功率及电网电压的突变而导致的直流侧电压的大幅波动,提出了一种闭环控制与前馈控制相结合的直流侧电压复合控制策略,即在电流控制环中引入机侧有功功率和电网电压前馈控制。仿真实验有效验证了该方法的可行性。研究结果表明,这种控制策略与传统单纯的直流侧电压闭环控制相比,有更快的响应速度和更强的抗扰性能,有效地提高了系统的鲁棒性。     

小型脱网风力发电系统功率优化控制

脱网小型风力发电系统对边远地区供电具有无可比拟的优越性。构建了以鼠笼式感应电机为发电系统的脱网小功率风力发电系统,给出了主电路拓扑结构。实现了空气动力学子系统、机械传动链子系统的分析和建模,结合鼠笼式感应电机的矢量控制,详细设计了系统的功率控制环,在MATLAB环境下进行了系统仿真,仿真结果表明,该系统能实现小功率风力发电系统的功率跟踪优化控制。     

变速恒频双馈风力发电机组的逆系统控制研究

为解决矢量控制方法在双馈风力发电机组中存在的对电机参数比较敏感和在扰动下控制不稳定等问题,将逆系统技术应用到双馈感应发电机(DFIG)的控制中.根据输入/输出状态方程得到了逆系统解析表达式,建立了双馈风力发电逆系统闭环控制.在计算机仿真软件Matlab上对该控制系统在电压跌落时和变速恒频时进行了仿真,仿真结果表明逆系统...     

SRG风力发电系统最大风能追踪控制研究

针对在实验室条件下实现SRG风力发电系统的最大风能追踪控制的问题,对风力机的运行特性及其模拟实现方案、开关磁阻电机的工作原理及其控制方法等方面进行了研究,并对风力发电系统中实现最大风能追踪的控制策略进行了介绍,提出了基于转速反馈的SRG发电系统最大风能追踪控制方案,同时对直流电机进行了转矩控制以实现风力机输出特性的模拟.在SRG风力发电系统平台上对风力机模拟系统进行了测试评价,并进行了变风速条件下的最大风能追踪试验.研究结果表明,直流电机能够有效模拟风力机的输出特性,控制简单,抗干扰能力强,基于转速反馈的MPPT控制方法能够在风速变化时快速调节SRG输出,准确地实现最大风能跟踪.     

Research on Power Control of Wind Power Generation Based on Neural Network Adaptive Control

-For the characteristics of wind power generation system is multivariable,nonlinear and random,in this paper the neural network PID adaptive control is adopted.The size of pitch angle is adjusted in time to improve the performance of power control.The PID parameters are corrected by the gradient descent method,and Radial Basis Functinn(RBF)neural network is used as the system identifier in this method.Simulation results shaw that by using neural adaptive PID controller the generator power control can inhibit effectively the speed and affect the output power of generator.The dynamic performance and robustness of the controlled system is good,and the performance of wind power system is improved.     

Research on Power Control of Wind Power Generation Based on Neural Network Adaptive

For the characteristics of wind power generation system is multivariable,nonlinear and random,in this paper the neural network PID adaptive control is adopted.The size of pitch angle is adjusted in time to improve the performance of power control.The PID parameters are corrected by the gradient descent method,and Radial Basis Function(RBF)neural network is used as the system identifier in this method.Simulation results show that by using neural network adaptive PID controller the generator power control can inhibit effectively the speed and affect the output power of generator.The dynamic performance and robustness of the controlled system is good,and the performance of wind power system is improved.     

飞轮电池对风光互补发电系统电压波动的改善研究

在风光互补发电系统独立运行时,由于风速和光照强度的随机变化,风光发电单元的输出功率也会随之变化。负载功率也具有可变性,使得系统功率难以保持平衡,从而引起系统电压波动,影响电能质量。针对这一问题,该文将飞轮电池并联在系统的交流母线上,根据风光发电单元的输出功率和负载消耗功率的差值,采用双环控制策略控制飞轮电池的输出功率,实现系统功率平衡,达到抑制电压波动和改善电能质量的目的。最后对风光输出功率大于负载功率和风光输出功率小于负载功率这两种功率不平衡的情况进行了仿真分析,结果表明飞轮电池可以快速平衡系统的瞬时功率,稳定电压,满足电能质量的要求。     

基于无速度传感器异步电机的风力机模拟研究

风力机模拟系统使在实验室内开展风力发电技术的各项研究成为可能。分析了风力机特性,建立了风力机模型。通过对异步电机间接磁场定向矢量控制技术的研究,考虑到安装速度传感器具有诸多缺陷,提出基于模型参考自适应（MRAS）转速辨识理论的无速度传感器异步电机的风力机模拟控制方法,并且考虑到转子时间常数对矢量控制系统的影响,采用同时辨识电机转速和转子时间常数,使系统辨识转速同时,对电机参数变化具有较强的鲁棒性。利用MATLAB/SIMULINK搭建了基于无速度传感器异步电机的风力机模拟系统,通过对风力机特性,最大风能捕获和电机参数对矢量控制系统影响的仿真,证明了系统的可行性。