优化爬山算法在直驱永磁风力发电系统中的应用

为了缩短爬山算法的计算周期,提高直驱永磁风力发电系统最大风能捕捉的响应速度,提出一种根据功率扰动寻求最大功率的优化爬山算法.该算法在变步长爬山算法盲目搜索的基础上添加数据存储输出功能,构造了与电机转速对应的最大输出功率表,避免重复的计算,同时结合功率反馈控制来实现系统最大功率追踪.运用MATLAB对该算法进行仿真验证,结果表明本文所述算法的响应速度和稳定性明显超过传统变步长爬山算法.     

直驱式风电机组功率控制系统优化建模仿真北大核心CSCD

为使风电机组的实际输出功率最佳,提高风能的利用率,采用风电机组最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT),就是控制风力机在不同风速下的转速跟踪最优参考转速。但现有的MPPT控制策略虽然能实现最大功率点的快速,稳定跟踪,但控制精度过度依赖风速,功率等参数的准确测量。为了更好的实现最大功率点的快速有效跟踪,提出了模糊变步长MPPT算法,利用模糊推理的方法得到永磁同步风力发电机组的参考转速。通过对金风1.5MW直驱式风电机组进行仿真研究,结果表明改进控制算法能够使风电机组快速根据风速变化实现最大功率点跟踪,特别是与变桨距系统联合后,控制效果更加显著。     

永磁直驱小型风力发电系统的并网控制

针对永磁直驱小型风力发电系统进行了控制算法研究.该系统包括一个三相不可控整流桥、一个BOOST升压斩波电路和一个三相逆变器,系统最大功率跟踪通过对BOOST电路的控制来实现,三相并网逆变器采用有功与无功的解耦矢量控制调节并网功率因数,最后设计了一个5kW的风力发电系统进行试验,试验结果验证了算法的正确性和可行性.     

模糊控制的爬山法在风电系统中的应用研究

为了克服传统爬山法在实现最大风能捕获中存在的振荡等问题,更合理地提高风能利用系数,提出一种基于模糊控制的爬山法。通过对风力机特性进行分析,在传统爬山法思想的基础上设计了模糊控制器,并给出了模糊控制规则,采用模糊逻辑控制的思想来实现最大风能捕获,提高风能利用率。根据风力机特性建立风力机模型,并对15 kW的风电机组分别进行了基于模糊控制的爬山法与传统爬山法的Matlab仿真,对比了两种方法在实现最大风能捕获时的差别。仿真结果表明,基于模糊控制的爬山法能够克服在实现最大风能捕获中存在的振荡等问题,使风能利用系数保持在最大值附近,满足最大风能捕获的要求,进而验证了该方法的可行性与正确性,具有一定的工程实际意义。     

分段变步长MPPT算法在风力发电系统中的应用

针对传统定步长爬山搜索(HCS)法在风力发电系统最大功率跟踪(MPPT)控制过程中的快速性和准确性矛盾,提出了一种基于爬山搜索法和模糊控制的分段变步长MPPT算法.该算法根据发电机P-ω特性曲线对最大功率点(MPP)跟踪过程进行分段,使系统能够根据工作点所在的区域选择合适的跟踪算法和步长完成最大功率跟踪.在Matlab/Simulink中分别对提出的模糊分段变步长算法和传统爬山搜索法进行了仿真.仿真结果表明:所提算法明显地改善了系统跟踪MPP的速度和稳态精度,在MPPT方面明显优于传统的爬山搜索法.     

小波神经网络PID在风电系统最大功率点跟踪中的应用研究

针对风电系统处于欠功率阶段时,风能利用系数必须保持在最大值处的问题,提出了一种基于小波神经网络PID控制器的最大功率点跟踪控制策略。该策略采用小波神经网络对风能利用系数进行在线辨识,1个辨识周期结束后返回此时的灵敏度信息,PID控制器根据该灵敏度信息调整PID参数。仿真结果表明,与常规PID控制器相比,小波神经网络PID控制器提高了风电系统的叶尖速比、风能利用系数和输出功率,缩短了响应时间,实现了风力发电机组的优化运行。     

新型MPPT算法在光伏并网系统中的应用

光伏并网系统在天气急剧变化时,采用传统的最大功率跟踪算法会产生较大误判,不仅造成电池板功率的损失,而且还会导致并网电流的畸变。针对这一问题,对传统扰动观察法进行了改进,提出了一种新型MPPT算法,有效地防止了功率误判。将此新型算法配合电压电流双环控制应用于光伏并网系统。从仿真结果看到,在光照突变和电网电压扰动时,并网电流均能够快速跟踪电网电压的相位和频率。表明了新型算法的正确性和有效性。     

粒子群算法在光伏系统最大功率点跟踪中的应用

介绍了光伏电池的特性,并在Matlab/Simulink中进行建模仿真研究.针对局部遮阴条件下光伏阵列的P-U特性呈现多个极值点,导致常规的最大功率点跟踪算法失效的问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法.仿真结果表明,该方法能够快速、准确地跟踪光伏阵列的最大功率点,具有较好的控制精度,有效地提高了光伏阵列的输出效率.     

改进粒子群算法及其在风电系统中的应用

提出一种基于正交试验的改进粒子群优化算法,以改善传统算法的寻优效率和参数设置.基于随机过程理论,把粒子群算法原有的时变系统转换成概率意义下的线性定常系统进行分析,明确了粒子群算法的全局收敛性及其相关参数取值范围,在此基础上提出一种惯性权重和学习因子非线性、非对称变化的改进粒子群算法,使算法在全局收敛的同时具有较高的优化精度,并引入正交设计的多因素多水平试验,确定该算法参数的最优取值.通过在甘肃酒泉某变速恒频风电机组的最大风能跟踪控制系统应用,有效确定了最优叶尖速比和风机转轴速度,实现了最大年平均风含能量的优化目标,使风电机组的运行效率得到提高,验证了改进粒子群算法的正确性及其工程实用价值.     

小型风电系统变步长扰动MPPT控制仿真研究

最大功率跟踪(MPPT)策略是提高风电系统功率转换效率的重要方法.文中提出了变步长扰动MPPT策略,并在MATLAB仿真环境中,开发了带有此策略的小型风电系统仿真模型.该模型包括风力机模型、永磁发电机(PMSG)模型、DC/DC斩波器模型、负载功率采样模型和MPPT控制模型等.利用该模型进行计算机仿真,给出了一定风速下负载功率和发电机输出功率的仿真结果.结果表明:实现了变步长扰动MPPT策略控制的仿真,与传统固定步长MPPT策略相比,提高了最大功率跟踪的快速性和准确性,进而提高了风能转换效率.     

永磁直驱风电机组的建模与仿真

针对永磁直驱风力发电机组建立了包括风力机、传动系统、永磁同步发电机、变流器各部分的数学模型;根据最大风能跟踪原理,提出了发电机侧和电网侧变流器的控制策略;在Matlab/Simulink仿真环境下建立了永磁直驱风电机组的仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真。仿真结果验证了所提出控制策略的正确性和模型的合理性。     

飞轮电池在离网型风力发电系统中的应用

针对目前风力发电系统中储能装置(蓄电池)寿命短、充放电效率低的问题,提出采用飞轮电池作为储能装置的方案,分析了飞轮电池的d-q模型及其充放电控制策略。在飞轮电池充电控制过程中,采用基于转子磁场定向的矢量控制策略;在放电控制过程中,采用以直流母线电压为控制对象的控制策略。仿真结果表明,采用飞轮电池作为离网型风力发电系统的能量缓冲装置,能够有效稳定离网型风力发电系统的直流母线电压,提高其电能质量和稳定性。     

带有速度观测器的风力发电系统风能捕获控制

为了最大化捕获风能和省去安装机械传感器的花费,提出了基于直接转矩控制理论框架的速度观测器风能捕获控制策略。这个策略能有效克服系统参数变化和风速波动不确定性的影响,实现风速跟踪控制。以2 MW直驱永磁风力发电机组作为研究对象,进行了仿真实验研究。结果表明,提出的控制策略可以实现快速风速跟踪和准确地估计转速,且对于风速变化的未知干扰具有较强的鲁棒性。     

风力发电与变流器

讨论了目前流行的两种主流风力发电系统：变速恒频双馈风力发电系统和永磁直驱同步风力发电系统。着重分析了两种风电变流器的拓扑结构、工作原理和性能特点,对风力发电系统发电机、变流器、无功支持和低电压穿越能力等方面进行了论述。     

永磁同步电机驱动器开关电源系统的设计

水磁同步电机驱动器通常采采用四个相互独立的DC/DC变换器进行供电,增加了驱动控制系统的成夺和体积.本文采用降压斩波电路将电源电压变换至5V,一部分给驱动器中的有源器件进行供电,另一部分通过全桥式开关电源变换电路,生成四路相互隔离的商流电源,用于驱动三相桥式逆变器功率开关器件的通断.实验表明,当输入电源电压在8-30V...     

基于思维进化算法的风电功率预测研究

风电作为可再生能源,具有波动性、间歇性和随机性的特点,容易造成电力系统的不稳定。通过对风电功率进行预测,不仅可以保证电能质量,而且可以降低电力系统运行成本。传统的几种风电功率预测技术均存在一定的局限性。针对上述问题,提出一种基于思维进化算法的风电功率预测方法,并构建了预测模型。结合风电场风电实测数据进行仿真分析,结果表明所提出的方法可以有效可靠地进行风电功率预测,具有良好的工程应用前景。     

风电场风功率预测系统研究

对风电场发电功率的准确预测,可以有效优化电网调度,使得电网经济运行,同时提高风电场在电力市场中的竞争能力.文中提出了基于先进统计方法的风电功率预测系统,以高精度数值气象预报为基础,搭建完备的数据库系统,利用各种通讯接口采集风电场监控数据.提出并实现了“自适应逻辑网络”(ALN),为风电场建立功率预测算法引擎,可以准确预报风电场未来72小时短期功率负荷,并能针对单台风机、风电场或风机集群进行预测和上报,为风电场管理提供重要辅助手段.现场运行测试验证了系统在风速预测以及针对不同型号风机风功率预测的可行性和有效性.     

变频器在风力发电机组的应用

介绍变频器在风力发电机组的应用案例。     

新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略研究

针对由于风能的不确定性、风力发电机的大惯性以及风力发电系统的响应延迟性等造成的风力发电机输出有功功率在一定范围内有波动的问题,提出了一种新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略。该控制策略在全风速范围内采用变浆与变速协调控制策略,并在其基础上增加了一个有功功率误差控制环节,将转子电压辅助控制指令值作为反馈量加入原来的转子电压控制指令值,通过控制SPWM脉冲发生器来实现风力发电机定子输出有功功率的平滑控制。Matlab/Simulink仿真结果表明,与传统有功功率控制策略相比,该新型有功功率平滑控制策略有效抑制了双馈风力发电机输出有功功率的波动。     

基于解耦锁相的风电逆变并网控制系统仿真

采取双同步坐标系解耦锁相的方法,检测出不平衡电网电压中的正序分量和负序分量,并利用坐标变换的数学手段建立包括网侧PWM 逆变控制、电压锁相环在内的直驱式风力发电的网侧数学模型,提出电流解耦控制策略,同时结合矢量脉宽调制方法( SVPWM) 对交流侧输出电流实施有效控制。使其能独立控制输出电流的有功分量和无功分量,并使输出电流波形为正弦波且与电网电压同频率同相位,从而减少了对电网电压的谐波污染,并消除电压不平衡的影响,实现三相电网电压幅值不平衡时输出电流与电网电压的精确锁相。还利用MATLAB/Simulink 软件平台搭建了系统的仿真模型,在电网电压平衡和不平衡时分别进行仿真,仿真结果证明控制系统的可行性与有效性,提高了风力发电并网的可靠性。