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.     

双馈风力发电试验平台的设计与实现

为了在不具备风场环境的情况下进行风力发电技术研究,设计了一套双馈风力发电实验平台.通过建立随机风速模型和风轮机转矩输出特性计算式,利用变频器控制直流电机的输出转矩来模拟风轮机的输出特性,通过dSPACE来控制双馈变频器进行异步电机的变速恒频控制,使用LabVlEW软件对整个系统进行统一监控和管理.     

风力发电系统建模及并网稳定性仿真研究

为探索风力发电系统并网时的稳定性特征,建立了相应的仿真模型,包括风速、风力机、机械传动3个关键通用模块,并在其基础上结合某风电场的实际情况,运用Simulink软件构建了双馈风机并网模型。分别在电压控制模式和无功功率控制下,以不同的风速开展并网稳定性模拟,得出了相应的技术特征。结果显示,风电机组的端电压、端电流、有功功率、无功功率、电机转速与风速的变化存在紧密的联系,各指标在波动后均可重新达到稳定状态。     

小型风力发电系统风速追踪策略的仿真研究

在研究小型风力发电系统优化调节控制策略中,由于小型风力发电系统安装在近地紊流区域,风速变化频繁.所以跟风效率差导致的系统风能利用率低下是系统的主要问题.为了提高功率和系统的稳定性,提出一种自适应分段功率调节控制算法.算法无需风速传感器,通过调整功率控制风轮转速,实现对系统最大功率点的快速逼近,实时判断系统状态,采取适合外界风速的控制策略,并在运行中随时修正系统参数,使系统参数不断优化.在Matlab/Simulink环境下建模仿真的结果表明算法在追风速度和精度、输出功率上均有提高.仿真实验和实机运行都证实了控制算法能有效提高风能转换效率,可为设计提供科学依据.     

风速风向传感器在风机控制中的应用与研究

研究了多种风速传感器测量风速的原理,比较了各种风速传感器测风速的特点,分析了风力发电对风速测量的要求。并且通过对风杯式风速计测风速的误差分析,得出利用三杯式风速传感器是比较适用于控制风力发电机发电的。并且提出了一种对风速数据处理的新方法,使其更好的用于风力发电的控制。对风力发电控制技术的发展具有重要意义。     

风力发电模拟实验装置设计

针对风力发电教学难以实验的特点,设计了实验室条件下的风力发电模拟实验装置.该实验装置的硬件部分可实现对各种手/自动操作的应答、变频器控制以及风机的数据采集/处理和存储;软件部分则通过程序和控制策略,分析了风机运行情况,并在触摸屏上进行组态,绘制风机的功率曲线.该装置实现了在实验室条件下的模拟风力发电,为高校提供了新的实验装置.     

基于DSP的风力机系统及其模拟器的研究

为模拟风力发电机的风轮机输入特性,设计了一个风轮模拟系统。首先在Matlab上对各种风速进行了组合和模拟。在模拟风速的基础上,根据风轮机数学模型进行了仿真,并得到了实际机组的部分参数和输入输出特性。该系统利用DSP和变频器来控制异步电动机的运行参数,从而模拟风轮机的输出特性。风轮机模拟系统的实现可以在实验室里有效地研究实际风轮机的运行效果和参数情况。     

风力发电中风速测量技术的发展

风速的准确测量是风力发电运行控制的基础。介绍了多种当前常见的风速测量仪器的工作原理,比较了它们的特点,并给出了各种仪器的适用范围;同时,还叙述了近年来发展起来的Kalman滤波器、神经网络和支持向量机等风速软测量方法。这对风速测量仪的选择和研究具有一定的参考指导价值。     

风光互补路灯控制方案的研究

主要分析了太阳能光伏电池和风力发电模块的原理及特点,并对风光互补路灯控制器进行了硬件介绍和软件设计。本系统选取了PIC系列单片机作为整套系统的控制器,重点介绍了光伏充电和风能充电子程序的流程设计。该控制器能够在不同的风速条件下稳定地实时发电运行,提高充电性能也提高了控制器的控制效率。     

永磁直驱风力发电系统变流器的设计与仿真

由两相旋转坐标系下的数学模型,推导了得出了并网逆变器双闭环控制方法,并且对电流环的设计做了详细的介绍.根据控制原理在MATLAB环境下搭建了永磁直驱风力发电系统的仿真模型,进行了仿真实验.仿真结果表明,在风速变化的情况下,并网逆变器可以向电网输出稳定可靠的电能,系统稳态、暂态性能良好.     

风速影响下的风机变流器控制策略研究

风能是目前规模化开发利用的一种高效清洁的可再生能源。风力发电技术的研究备受关注,脉冲宽度调制(PWM)变流器控制研究已经成为当今风电研究领域的重要方向之一。为改善风力发电中风速变化对双馈风力异步发电机(DFIG)的影响,对风机变流器的直接功率控制方法进行研究和改进,提出了一种基于Smith预估模型的自适应模糊PI控制策略。在经典PI控制策略的基础上,采用具有自学习、自整定功能的自适应模糊PI调节,引入Smith预估模型,利用PSCAD软件进行仿真,优化变流器的控制方法,解决系统的纯滞后问题,提高系统的稳定性。仿真结果表明,在风速波动的情况下,该方案能使DFIG稳定运行,提高了系统的鲁棒性。同时,其输出电能可以满足电网电能质量要求,实现风电并网。基于Smith预估模型的自适应模糊PI控制策略具有较高的可行性和优越性。     

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。     

开放式风速控制系统的研制

在海洋工程结构动力模型模拟试验中,为了实现开放环境下风荷载的实验室模拟,研发了一套开放式风速模拟控制系统;简要介绍了系统的整体结构设计和软件开发流程;由于在开放环境下进行风速的控制容易受到外界气流、温度等环境因素的影响,控制难度大且建模较困难,采用专家-模糊自适应PID控制算法,能够较好地跟踪目标风速,实现了对风速的实时模拟控制;最后通过实验验证了所设计的开放式风速控制系统能够满足实验要求。     

面向直驱风力发电系统的控制算法优化设计

针对直驱风力发电机组的功率输出不稳定、频率波动超出安全范围问题，该文提出了一种基于深度学习网络预测控制的直驱风力发电系统控制策略。以直驱风力发电系统的频率误差和输出功率为优化目标函数，并将系统的频率变化及风力发电机的转矩限制作为约束条件，利用时间卷积神经网络（TCN）与门控循环单元（GRU）构建预测模型。可行性验证结果表明，在低风速及高风速下有功功率输出的标准差分别为0.04 MW及0.05MW，轴转矩标准差分别为0.01 MNm与0.05 MNm，推力标准差分别为0.04 MN和0.05 MN，证明了该策略可有效降低直驱风力发电系统输出功率的频率波动。     

因果图研究双馈风电系统最大功率跟踪控制北大核心

针对双馈风力发电系统,首先对激励源-风速随机变化的特性,提出一种合理并符合实际生活的自然风的数学模型,其次根据双馈风力发电系统中的风力机各部件数学模型,利用因果次序图的求逆规则推导出风力机最大功率跟踪控制策略,搭建Matlab/Simulink模型,最后对控制参数进行整定以及优化。运行仿真模型,得到了风轮机输出功率、输出转矩、输出角速度、风能利用系数等信号的波形曲线。仿真结果表明,使风能利用系数在系统运行过程中保持最优值,最终体现在风轮机对风力捕捉能力,为驱动发电机提供最大输入功率,证明了上述方法的有效性。     

风力发电技术与功率控制策略研究

对风力发电技术进行综述,分析研究了变速恒频双馈风力发电机组实现风能最大捕获的功率控制策略,即当风速在切入风速和额定风速之间时,控制发电机转子励磁电流及频率,追踪最佳功率曲线;在额定风速和切出风速之间时,调节风力机叶片桨距角,保持额定功率不变.研究表明,基于风速的功率控制方法,提高了风力发电机组风能利用效率;同时,基于风向标和输出功率的偏航控制策略,能缩短风力机对风时间,提高风力机对风精度和使用寿命.     

开关磁阻风力发电系统研究

针对传统的基于异步发电机、双馈发电机和永磁同步发电机的风力发电系统稳定性较差,风力发电系统的实验研究需要诸多条件、不易实现的问题,提出了一种在不具备风场实验条件情况下进行基于开关磁阻发电机的风力发电系统研究的方法,即采用直流电动机模拟风力机来进行开关磁阻发电系统的实验。建立了直流电动机模拟风力机的仿真模型,介绍了基于该模型的开关磁阻风力发电系统最大输出功率闭环控制方案。仿真结果表明,该控制方案能使所建立的发电系统快速进行功率调节并进入稳态工作。     

基于T-S模糊决策的PMSG风电系统广义预测控制

为提高风力发电系统在额定风速下的最大风能追踪性能,以永磁同步风力发电机(PMSG)为研究对象,采用局部等效建模方法,获得PMSG多工况运行的T-S模糊模型。以模糊规则后件作为受控自回归增量滑动平均(CARIMA)模型,采用广义预测控制(GPC)算法,对各模糊规则设计独立的GPC控制器,预测PMSG转速输出。仿真结果表明,在阶跃风速和组合风速的扰动下,基于T-S模糊决策的PMSG转速输出(如调节时间和超调量)较PI方法有明显下降,转速响应速度有大幅提高,最佳叶尖速比稳定在最优值,风能利用率显著提升。     

基于虚拟仪器的风力发电机效率测控系统设计

为提高垂直轴风力发电机风能利用率,在变风速情况下的发电机能量转移分析的基础上,提出一种发电机能量流向主动控制的方法.通过在发电机和负载之间添加受控能量调节网络,实现发电机在不同风速下能量的受控流动,从而优化提高变风速下风力发电效率.基于该方法,设计了一套基于虚拟仪器的风力发电机效率测控系统.系统由垂直轴风力发电机、谐振...