变速变桨风力发电机组的优化控制

提出了大型变速变桨风力发电机组在不同控制阶段的优化控制策略。在低风速时,采用自适应转矩控制方式,实现机组的变速运行,追踪最佳风能利用系数。在额定风速以上时,为了解决传统桨距控制方式系统超调量大的问题,提出了一种新型气动转矩观测器,并将气动转矩与发电机转矩偏差输入控制器。通过Bladed外部控制器模块编程并进行仿真,结果表明,所提出的控制策略能够更好地追踪最大功率点,并改善桨距控制效果,稳定功率输出。     

基于神经元PID的风力发电机组独立变桨控制

针对传统统一变桨距控制策略存在的不足,基于风力机空气动力学原理,提出了基于神经元PID的独立变桨距控制策略,将测量的桨叶根部My方向载荷通过神经元PID控制算出d、q轴的桨距角,经反Park变换得到3个桨叶的附加桨距角,将其与统一变桨距角相加作为独立桨距角的设定值。并借助Fast软件平台以2MW变速变桨风力发电机组为例,仿真比较了独立变桨距控制策略与统一变桨距控制策略。结果表明,独立变桨距控制策略能有效保证在额定转速下机组输出功率稳定,且能有效降低风力发电机组各零部件的疲劳载荷。     

大型风力发电机组独立变桨多目标控制

为限制大型风力发电机组在高风速时的功率输出和风力机气动载荷,首先,采用PID控制,设计独立变桨距功率和扭矩外环控制;其次,引入不依赖于系统数学模型的无模型控制,设计桨叶挥舞弯矩内环控制;最后,以外环控制输出桨距角为参考量,内环无模型控制期望桨距角为反馈量,利用PID控制,给出3个桨叶桨距角最终参考值。利用Matlab/Simulink仿真软件,搭建了3 MW风电机组仿真平台,仿真结果表明,所设计的独立变桨距多目标控制,能够完成在高风速时保持风力机组输出功率恒定、平衡3个桨叶所受扭矩以及兼顾3个桨叶所受挥舞弯矩的多目标控制任务。     

大型风力发电机组变桨距系统故障定位

提出了一种快速、方便、准确有效的故障定位方法：信息流故障诊断方法,为采取正确有效的处理措施提供有力指导和保证,并通过绘制信息流图、分析、定位及应用等以实例的方式对故障定位方法进行了详细的阐述。     

大型风力机液压变桨机构建模分析

对大型风力机液压变桨距机构进行建模并对其工作特性进行深入分析。仿真结果表明,该模型真实反映了风力机在风速高于额定风速时液压变桨距机构的动态特性,为深入研究风力机的功率控制和最大能量捕获提供了可能。     

风力机组变桨机构在控制系统下的工作性能模拟验证分析

建立变桨执行机构的三维实体模型,根据其运行原理模拟出其运动状态并分析其运动性能。基于风力机组的工作条件及变桨控制原理,搭建SIMULINK变桨控制系统模型,并结合UG运动协同仿真模块完成其控制系统的联合仿真和数据分析。相关的试验数据表明:该变桨执行机构在控制系统的控制下运动性能稳定且反应迅速,达到在变风速下稳定吸收风能的目的,能有效满足使用要求,为其进一步设计和控制优化奠定基础,同时提供了一种模拟机构工作运行性能的方法。     

风电机组变桨后备电源问题探讨

目前,国内风电机组变桨系统后备电源大多使用阀控式铅酸蓄电池。本文结合风电场实际环境、工况及阀控式铅酸蓄电池性能,探讨风电场变桨系统后备电源经常遇到的问题,并提出改进意见。     

FL1500风力发电机变桨轴承故障原因分析及改进措施

介绍FL500风力发电机电动变桨距系统的结构,阐述变桨距系统在运行中因变桨轴承故障而存在的问题.重点分析变桨轴承产生故障的3个原因,并针对这些故障给出相应的改进措施.这些措施在实际应用中减少了轴承故障,提高了风力发电机的效率,降低了经济损失.     

风力发电机组优化变桨距控制研究

风速变化的随机性和风力机叶轮巨大的转动惯量导致风力发电机对风速突然变化的动态响应通常都是时间滞后的,这可能会使叶轮转速和输出功率出现较大波动.基于线性二次高斯(LQG)优化控制理论提出变桨距优化控制方法,与传统的PI变桨距控制相比,可以抑制叶轮转速和功率波动.以2 MW变速变桨风力发电机组为实验对象,采用FAST-MATLAB/Simulink联合软件平台分别对LQG优化变桨距控制和传统PI变桨距控制进行仿真分析,证明LQG优化变桨距控制在抑制叶轮转速和功率波动方面的有效性.     

以变桨轴承延寿为目标的风电机组变桨策略优化研究

传统变速变桨风电机组采用比例积分微分模型(proportion integral differential, PID)控制的最佳桨距角变桨策略,变桨频繁,变桨轴承易损坏且不易维修,为此提出一种减少变桨动作,延长变桨轴承寿命的变桨系统优化策略。在最佳桨距角策略基础上提出风速波动阈值指标建立优化模型,以风速波动阈值指标为输入条件,基于麻雀搜索算法对提出的优化模型进行求解。将所提优化模型应用于某风电场进行计算,结果表明在满足输出功率要求情况下,与传统模型相比变桨轴承寿命有所增加,总体收益提高,具有一定的实用性。     

大型海上风电机组变桨距PID控制策略研究

文章针对大型海上风机的叶片具有较大惯性的问题,分析了传统变桨距PI控制器的不足,从而设计出带有超前环节的变桨距PID控制器,其能改善因惯性较大而导致的不良控制效果,并通过典型工况的仿真计算及性能分析,表明PID控制器的整体性能优于PI控制器,不仅具有稳定风轮转速、减轻风机振动的优点,还降低了风机的极限载荷水平,从而在保证安全性的基础上降低了机组成本。     

变速变桨风力发电机控制研究

近十年来,风力发电产业飞速发展。风力发电机功率和风轮直径不断增加,这对风力发电机控制器设计要求越来越高。文章以FD120A风力发电机组控制器设计为例,分析了如何提高风力发电机风能的捕获,介绍了力矩控制器和变桨控制器以及驱动链和塔筒阻尼器的设计。     

风力机的新型变桨距自抗扰控制系统

采用高速浮点 TMS320F28335(DSP)芯片作为硬件核心控制器,运用自抗扰控制系统算法对风力机桨距角进行精确调整,实现了一种由新型软硬件相结合的风力机变桨距控制系统.结果表明:当风速高于额定风速或者瞬时输出功率大于额定功率时,通过对桨叶桨距角的精确调整,可使输出功率动态维持在额定功率附近.变桨距自抗扰控制系统算法实现简单,具有良好的动态响应特性,能有效保障风力机的安全运行.     

风力发电机组叶片故障诊断

风机叶片的裂纹和断裂是导致风机机组事故的重要因素之一,尽早诊断出风机叶片的故障部位与故障程度,对安全生产具有意义重大.本文将叶片振动信号作为研究对象,利用小波分解方法对其进行信号分解,并与时域和频域方法处理结果进行对比分析,得出诊断结论.仿真结果表明：小波分解方法可以更有效的获取故障特征信号,具有较高的故障诊断率.     

小波包分析和神经网络在风电机组变频器故障诊断中的应用

由非线性电力电子装置组成的风力机变频器一旦发生故障,其故障特征信息不容易被提取和识别.为此,提出了一种基于小波包分析和Elman神经网络的电力电子装置故障诊断的方法,先运用小波包分析法提取电力电子装置电路在不同故障状态下电压及电流信号的特征信息,然后对数据进行归一化处理并作为Elman神经网络的输入,由具有智能学习功能的神经元故障分类器完成故障识别和定位.以典型的风力机交一直一交变频器为例,在Matlab软件下建立电路模型对一次侧故障进行仿真实验,结果表明采用该方法可以快速、准确地完成故障诊断.     

基于小波包的EITD风力发电机组齿轮箱故障诊断

基于三次样条插值和固有时间尺度分解中的线性变换,提出了集成固有时间尺度分解(EITD)方法,将该方法与小波包变换相结合,实现了风电机组齿轮箱故障的精确诊断.首先使用三次样条插值拟合基线控制点,将振动信号分解为一系列固有旋转分量;然后选择相关系数最大的PR分量进行小波包分解,计算分解后小波包系数的能量分布,选择能量比重较大的小波包系数重构PR分量;最后计算重构PR分量的关联维数,实现振动信号的故障诊断.利用所提出的方法对风电机组齿轮箱振动信号进行了分析,结果表明:与经验模态分解(EMD)方法处理后直接计算关联维数和经小波包的EMD方法处理后计算关联维数相比,采用小波包的EITD方法处理后计算关联维数更具有区分性,可有效识别齿轮的工作状态和故障类型.     

汽轮发电机组故障特征分析与仿真

从汽轮发电机组的主要故障出发,查阅了大量相关文献,通过收集整理转子裂纹故障、支座松动引起的故障、转子碰摩故障、油膜涡动和油膜振荡、转子不对中故障和转子不平衡故障等汽轮发电机组常见故障的机理,从中选取了支座松动引起的故障、油膜涡动和油膜振荡作为重点讨论。对两种故障进行分析,由此对各种不同的故障表现形式建立其特征数学模型,用Matlab语言对各种数学模型进行模拟仿真求争,并与不同文献上的描述进行了对比分析,最终整理出了可供诊断识别的故障特征。     

汽轮机保安器的故障树分析

介绍了汽轮机保安器的动作原理,并对共进行了事故故障对分析。     

大型汽轮发电机组碰摩故障案例研究及分析

列举了近年来国内一些大型汽轮发电机组碰摩故障案例,对发生故障转子、部位及故障原因进行案例统计分析,得出碰摩故障的主要原因包括动静间隙调整过小、汽缸膨胀不畅以及汽封问题等,从振动频率、振幅变化、相位变化及其它相关特征归纳分析了碰摩故障的振动特征,进一步得出了常用的处理碰摩故障的措施,为大型汽轮发电机组安全运行提供了技术参考与借鉴依据.