风力发电机传动系统随机风速下的载荷特性研究

根据随机风速模拟方法、风力机气动载荷计算方法、发电机矢量控制方法和风力发电机传动系统的机电耦合模型,建立了风力发电机传动系统在随机风速下的载荷模型,利用该模型对风力发电机进行实例计算,得到了风力发电机传动系统随机载荷的有效样本。随机风速序列和随机载荷序列的对比分析表明,随机载荷序列与随机风速序列有相同的变化趋势和较好的相关性,并有类似的频谱特性,从而为进一步研究风力发电机传动系统在复杂工况下的载荷变化规律及进行载荷谱的编制奠定了基础。     

液压传动风力发电机并网转速控制研究

由于风速的随机性使得液压传动风力发电机采用同步交流发电机并网时的转速控制成为关键性问题,为此提出了一种并网速度控制系统的结构和原理,建立了控制系统模型,采用Simulink的SDO软件包进行PID控制器参数整定,并对系统的动态性能进行了仿真和对仿真结果进行了分析。     

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。     

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。     

基于无级调速原理的并网型风电系统设计

针对变频器对风电系统的影响,提出一种用于并网型风电机组恒频输出的无级调速系统。该调速装置由可连续调速电动机和差动轮系组成,通过调节电动机的输出转速,电动机调速传动系统可以实现在不同的风速下的恒转速输出,从而实现发电机恒频输出。建立所设计的电动机调速传动系统SIMULINK模型,并采用美国国家可再生能源实验室开发的FAST(fatigue,aerodynamics,structures and turbulence)软件模拟不同风速下1.5 MW风力发电机的工作情况。通过FAST和SIMULINK仿真试验,在不同风速条件下,验证了设计的电动机调速传动系统。以上研究工作为并网型风电机组的无级调速传动系统设计奠定了一定的理论基础。     

基于变速恒频风力发电机转子电流控制技术的应用

为了有效控制剧烈变化的风速引起的输出功率的波动,在变速恒频风力发电机中,采用RCC控制策略,调节风力发电机转子电流、频率和相位,可迅速改变发电机转差率,从而改变风轮的转速,实现风力发电系统有功功率和无功功率的灵活调节。同时,抑制谐波的干扰,减少损耗,提高风力发电系统的效率,消除由于瞬变风速引起的功率波动。     

风力发电机轴承温度场研究CSCD

目前,风力发电迅速发展,发电机组可靠性非常重要,而分析发电机轴承温度变化可控制发电机工作性能。分析轴承温度场的研究方法主要有热网络法、有限元法及实验法。采用热网格法将发电机轴承系统温度节点离散化得到主要节点温度。利用传热学与摩擦学分析发电机轴承发热量数学模型,基于轴承工作状况,选择合适的轴承内部对流换热系数,在有限元软件下分析轴承内部稳态温度场的分布情况和热变形,得到了合理的轴承温度场云图,并分析了发电机轴承在风速突变转速下的温度场。     

马达发电机并网转速控制器设计及验证

针对液压马达发电机节能特点，综合考虑风速预测与气动转矩因素，研究了液压风力发电机组调控过程的并网转速方案，确保机组实现稳定并网过程，并降低机组传动过程的载荷。试验结果表明：采用并网转速控制方式充分满足风电机组并网要求；平稳风速下，变量马达转速也形成了4 r/min的偏差值，设置比例节流阀能够减小变量马达转速波动性；随机风速下，设置节流阀后马达转速波动幅度降低，获得了4.5 r/min的低频波动幅度。试验结果验证了仿真的正确性；平稳风速下，加入节流阀后转速波动幅度则降低到了2 r/min,系统压力波动则降低到0.1 MPa;随机风速下，形成了0.2 MPa的波动值，转速波动在±2 r/min以内。该研究对提高风电并网效率具有很好的实际指导意义，易于推广应用。     

考虑铁耗的双馈风力发电系统建模研究

传统双馈风力发电系统建模过程中并未考虑双馈异步电机(DFIG)的损耗,从而降低了系统建模准确性。鉴于此,在传统DFIG模型的基础上,提出了考虑铁耗的双馈电机模型。为了验证考虑铁耗的模型的正确性,在Matlab/Simulink环境下搭建了双馈风力发电机的无铁耗和有铁耗两种仿真模型,并对发电机应用基于定子磁链定向的矢量控制,实现双馈风电系统的功率解耦控制。将未考虑铁耗和考虑铁耗的模型仿真结果进行比较,证明了考虑铁耗的模型的正确性,且考虑铁耗的模型与未考虑铁耗的模型存在差异性。     

基于Crowbar控制的DFIG风电机系统低压穿越运行

紧急电网运行标准要求风力发电机在电网电压跌落的情况下不能从电网中解列,以防引发后继更为严重的电网故障。为了保护励磁变频器,需要采用Crowbar装置在电压跌落时为双馈感应发电机（DFIG）转子浪涌电流提供通路,并限制转子电流的增大。文章提出一种Crowbar控制策略,能够有效抑制转子过电流、直流母线过电压以及电磁转矩的振荡,并帮助电网电压的恢复。仿真结果验证了该控制方式能够使DFIG在大幅电压跌落故障下实现不间断运行,提高了DFIG风电机组运行可靠性。     

变速恒频双馈风力发电最大功率跟踪控制

为了充分有效地利用风能,发出较高的电能质量,在分析了风力机最大风能捕获机理和双馈电机数学模型基础上,提出了一种基于定子电压定向下变速恒频双馈发电机最大功率跟踪矢量控制策略。为了说明控制策略的有效性,在风速阶跃变化下,利用Simulink建立了双馈发电系统仿真模型及定子电压定向矢量控制模型。仿真结果表明,该控制策略能够快速准确控制风力发电系统进行最大功率跟踪及变速恒频控制。     

变频调速在大型轴承内外滚道超精机的使用

本文介绍了西门子变频器的数字量控制和模拟量控制的两种方法,通过在大型轴承内外滚道超精机的应用,详细说明了采用变频器的数字量控制工件轴电机转速和采用变频器的模拟量控制振荡电机转速的使用方法及实际效果.     

MW级风电机液压变桨系统设计与动态分析

针对大功率风电机变桨机构的特点和控制要求,采用电液比例控制和三联同步缸的结构设计了能够实现位置反馈、速度控制和三缸同步的液压变桨系统,该系统能够使风机在各种条件下可靠停车.通过系统建模和计算机数值仿真分析,得知所设计的系统是稳定的.经与实测数据对比,验证了模型与实际系统特性的吻合程度.     

变速风力发电最大风能捕获控制方法的比较和研究

简要叙述了风能利用的基本原理和风机的几个运行阶段,对几种最大风能捕获的方法作了比较和分析,如直接风速控制法、间接风速控制法、爬山算法和模糊PID控制法等,并指出风力发电存在的问题和发展方向。     

控制策略对风力机振动稳定性的影响

研究了控制策略对风力机振动稳定性的影响,揭示了定转速变桨和变转速变桨控制方式对稳定性产生影响的机理,解释了变桨时延改善风力机抗振稳定性的物理意义。研究结果表明,额定功率之下的最佳转速控制有利于提高风力机的稳定性。而额定风速之上的定转速变桨控制方式会使风力机轴向振动失稳。采取变转速变桨控制方式并选取恰当的变桨时间延迟会有效地抑制风力机的失稳振动。变桨时间延迟τ应选择在(25%～75%)T区间内(T为风力机轴向振动的周期),最佳时间延迟为T/2。     

基于模型参考神经网络自适应异步电机无速度传感器矢量控制系统的研究

针对在传统的异步电机矢量控制系统中采用编码器、光电码盘等速度传感器来对转速进行检测给系统带来的一些缺陷,该文将模型参考方法和神经网络相结合,提出了一种模型参考BP神经网络的无速度传感器异步电机矢量控制方案,并设计了速度辨识环节.同时对系统进行了仿真和实验,结果表明:该方法具有较强的抗干扰能力,受电机参数影响小,能较好地估计电机转子的转速.     

新型变速风力发电传动系统的研究

介绍一种新的基于液力机械的风力发电传动系统.该传动系统可以使风轮运转在最佳尖速比下,使风轮最大限度地利用风能,不仅可以减轻机电传动系统的极限载荷,延长使用寿命,而且还有储能作用,可以减轻因风速的瞬时变化引起的能量冲击.通过控制传动系统的液力变矩器的运转速度,来实现整个系统的变速恒频,发电机可以直接连到电网上.