兆瓦级风力发电机组变桨距系统

以ECSxA系列变桨变频器为硬件平台,以非线性PID变桨控制算法为核心,设计了一种新的兆瓦级风力发电机组变桨距系统.通过软硬件的设计,较理想地实现了变桨距系统的电气控制,在实际应用中获得了良好的控制效果,实现了兆瓦级风力发电机组变桨距系统的自主开发.     

基于系统辨识算法的风力机桨距系统故障诊断

针对风力机桨距系统故障,提出一种基于观测器的多新息随机梯度辨识算法的故障诊断方法．多新息随机梯度辨识算法通过扩展新息长度能够改进随机梯度辨识算法的估计精度,根据系统的规范状态空间模型,结合状态观测器可以实现系统状态和参数的交互估计．将桨距系统模型转换为可辨识的状态空间模型,依据桨距系统故障会引起系统参数变化的特点,采用所提出的算法对系统状态和参数进行估计,将桨距系统故障诊断问题转化为系统状态和参数估计问题．仿真结果表明,所提出的方法能够有效诊断桨距系统故障．     

大型风电机组桨距角跟踪鲁棒自适应反演控制

针对具有很强非线性的风力机桨叶系统,利用动量矩定理,建立桨叶动力学数学模型,采用自适应反演控制,设计独立变桨鲁棒自适应桨距角跟踪控制器;该控制方法采用在实际控制量中,引入自适应鲁棒项,克服和消除不确定性对桨叶系统的影响;利用Matlab/Simulink软件,搭建风力机仿真平台,仿真结果验证了所提出控制方法的可行性和有效性;在桨叶系统参数不确定、受到未知不平衡载荷的情况下,经过自适应过程,设计的控制器较好地实现了风力机桨叶桨距角独立、快速跟踪各自期望的桨距角。     

基于多模型PF的风力机桨距系统的故障诊断

针对风力机桨距系统建模不精确导致的故障分离不准确的问题,提出了一种J散度与多模型结合的故障分离方法。首先在风力机桨距系统多故障模型的基础上,通过粒子滤波(PF)对风力机桨距系统的状态进行估计;然后引入一个带宽系数对自适应阈值进行优化,以提高桨距系统故障检测的实时性和精确性;最后计算实际系统输出与每个故障模型输出的J散度,判断故障类型,提高故障分离的准确性。研究结果表明:该方法明显提高了桨距系统故障诊断的准确性,同时减少了计算时间。     

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.     

变桨距风电机组仿真模型与控制

针对变桨距风力发电机组,建立了包含风、空气动力、发电机、偏航系统以及桨距系统的模型,并对变桨距风力发电机组模型设计了控制逻辑和控制回路.偏航和变桨是影响发电机组功率的主要因素,在偏航模型和控制系统中充分考虑了偏航角的解缆问题以及风向突变时风机偏转方向的算法设计;在变桨模型和控制系统中,根据叶片的气动特性,进行了仿真.控制结果表明,设计的仿真模型和控制方案能够合理地展现变桨距风电机组的动态变化过程.     

风力机变桨距控制策略研究

作为目前大型风力发电机组中应用最广泛的控制技术之一,变桨距控制在风速高于额定风速时,可以有效提高系统效率以及输出功率的稳定性。然而,风力发电机系统的复杂性、非线性以及空气动力学的时变性对变桨距控制产生影响。因此,变桨距系统的控制策略成为了风力发电技术的关键。对变桨距控制的工作方式以及关键性问题进行了研究,针对风电机变桨距系统的非线性、多变量、强耦合和时变性等特点,总结归纳了变桨距系统控制策略的研究现状,分析了不同控制策略的优缺点。最后,对变桨距系统控制技术的发展趋势进行了分析。     

变桨距四旋翼飞行器的研究

本项目对变桨距四旋翼飞行器进行了研究.变桨距四旋翼飞行器的支架结构进行了工型和II型的比较,旋翼采用变桨距螺旋桨桨叶,动力结构采用双电机驱动方式,皮带传动的模式.     

基于直流电动机的风力机特性模拟

首先分析了风力机吸收风能原理.以此建立了风力机运行特性的数学模型,给出了风力机运行的功率特性和转矩特性,并利用Matlab/Simulink实现仿真.采用直流电动机模拟风力机特性以满足实验室风力发电研究的需要,通过风力机与直流电动机的模型,对比研究了风力机与直流电动机运行特性的异同,制定了实现简单、特性优良的转矩模拟方案,通过控制直流电动机电枢绕组电流来实现风力机转矩特性的模拟.以此为基础在Matlab环境中组建了风力机特性的模拟系统.对风速变化及机组转速变化两种典型运行条件下的风力机运行特性进行了模拟,模拟结果与理论数据达到了高度的吻合.基于转矩模拟算法的风力机特性模拟方案,可方便地应用于实验室条件下风力发电技术的研究.     

风机变桨距非线性预测控制算法

变桨控制技术是MW级大型变速变桨风力发电机组的核心控制技术之一,通过变桨控制可以保证风电机组输出功率恒定在额定功率附近.由于风轮的强非线性特性,采用常规的PID控制器往往面临参数难以设计以及参数缺乏自整定能力的问题.提出了基于遗传算法的变桨距非线性预测控制器设计方法,根据优化和反馈校正的预测控制思想,针对风轮非线性控制对象设计了一种基于智能搜索方法的带约束的非线性预测控制算法进行仿真.仿真结果表明算法对非线性对象控制中具有很好的约束预测控制性能.与传统PI算法相比,具有响应快速、超调小、抗干扰能力好的特点,并通过优化算法滚动局部寻优,减少了设计的工作量和提高了设计效率.     

风力发电系统变浆距模糊自适应PID控制器仿真与研究

为解决普通PID对风力发电机输出功率控制不稳定的问题。针对整个风力发电系统的非线性特点提出了模糊自适应PID变桨距控制的方案。以输出功率值与额定功率值的偏差以及偏差的变化率作为模糊控制的输入,把模糊推理出的三个整定参数和初始PID参数进行叠加后控制变桨距,最后在Matlab/Simulink上搭建整体模型并仿真得到输出功率波形。结果表明:模糊自适应PID比普通PID能更好提高输出功率的稳定性。     

风力发电机组的变论域自适应模糊控制

建立了变速变浆距风力发电机组的简化模型。在此基础上，将变论域自适应模糊控制应用到风力发电机组的转速和浆距控制系统中，改善风力发电机组的风能捕获性能。变论域自适应模糊控制器在保持规则形式不变的前提下。论域随着误差的变化而变化。这种控制器不但具有经典模糊控制的优点，如不需要精确的数学模型，产生非线性控制动作，良好的动态性能等．而且具有较高的控制精度。仿真结果证明该方法改善了风力发电机组的控制性能。     

变桨距风力发电系统模糊控制

首先根据风力发电机的各个部分数学模型,用Matlab/Simulink进行模型搭建,然后根据功率变化设计模糊控制器对风力发电机的输出功率进行调整,并同PID控制器进行对比,仿真结果表明,模糊变桨距控制器具有良好的控制品质和鲁棒性。     

基于模糊PID的风力发电机桨距角控制

模糊PID控制应用于风力发电机的桨距角控制,其中风力发电机采用具有强非线性的数学模型,模糊PID控制器使用二维线性规则库和高斯型隶属度函数的结构。在MATLAB平台上搭建仿真模型,仿真结果表明采用模糊PID控制比纯PID控制效果稳定,鲁棒性强,能够有效改善风力发电系统变桨距控制效果。     

基于西门子S7-300PLC的风电机组专用变桨距控制系统设计

本文介绍了一种基于西门子S7-300 PLC的风电机组专用变桨距控制系统.详细介绍了系统的硬件设计和软什模块架构,在上位机调试环境上进行了控制精度和低电压穿越功能测试,并在整机试验平台上完成了联机调试.实验结果表明,该控制系统性能稳定,功能可靠,控制精度高,满足风电机组在不同风速下始终保持最佳转换效率、输出功率维持最大...     

基于深度置信网络风电机组变桨系统的故障诊断

针对风电机组变桨系统常见故障,提出一种基于深度置信网络(DBN)的故障诊断方法。设计出基于DBN的变桨系统故障诊断框架;通过堆叠多层受限玻尔兹曼机(RBM),对比重构数据与原始输入数据差异,研究了DBN故障特征自提取能力;将堆叠RBM提取的故障特征输入到顶层分类器中进行训练,得到故障诊断模型;最后采用风场真实故障数据集进行了验证测试。实验结果表明,采用该方法进行风电机组变桨系统故障诊断相比其他方法具有更高的准确率。     

垂直轴风力发电机的建模与变桨距研究

定桨距垂直轴风力发电机存在启动转矩小和输出效率低的缺点。为了改善垂直轴风电机组的输出特性,在静止和旋转状态下,对6叶片H型垂直轴风力发电机的风轮的受力情况进行了分析。首先建立了H型垂直轴风力机模型,然后对单个叶片变桨距与定桨距下的受力进行了分析,进而对6叶片风力机受力进行了分析。理论分析和仿真结果表明,叶片通过采取变桨距控制,不但有效地改善了H型垂直轴风力机的启动性能,并且减小了输出振动。因此,所提出的变桨距控制方法是可行的。     

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。     

基于RBFNN的风电机组变桨距反推滑模控制

在风力发电变桨距优化控制问题的研究中,针对具有不确定性的非线性风电机组,设计了基于径向基函数神经网络(RBFNN)的风电机组变桨距反推滑模控制器.首先应用精确反馈线性化理论将原非线性系统模型进行全局线性化处理,再应用RBFNN对不确定项进行逼近,结合滑模控制和反推法,设计反推滑模控制器(BSMC),保证了高风速下风机的稳定性,抑制了不确定项对系统的影响,避免了传统反推法存在的计算复杂问题.通过与传统滑模控制器(SMC)进行仿真对比,结果表明,RBFNN-BSMC能够很好地稳定风电机组的输出功率,具有较强的鲁棒性.