液压型风力发电机组最优功率追踪控制方法研究

为研究风力发电机组风能利用率,对液压型风力发电机组的风力机特性和液压主传动闭式系统进行建模分析,提出一种变步长的最优功率追踪控制方法.该方法根据风力机角速度和发电功率判断风力机运行区间,依据不同的运行区间对给定功率进行实时调整,通过控制发电功率间接控制风力机角速度,实现最优功率追踪控制.基于30kVA液压型风力发电机组实验平台进行仿真和实验研究.结果表明:采用变步长最优功率追踪控制方法,系统压力和发电功率可准确地跟踪风速变化,该方法具有良好的控制效果.     

基于动态面控制的液压型风力发电机组稳速控制研究

针对液压型风力发电机组液压调速系统稳速控制问题,建立了风速、风力机特性数学模型和定量泵-变量马达液压调速系统的关键参数状态方程.提出了一种基于动态面控制的稳速输出控制方法,并对其控制律进行推导分析,采用动态面控制原理对变量马达转速进行多闭环控制,并对30kVA液压型风力发电机组进行了仿真和实验研究.结果表明:该方法具有较好的控制效果,对风力机输入的时变性和不确定性具有良好的抑制作用,实现了机组的稳速控制.     

风力发电机组功率曲线的验证

风力发电机组的功率曲线是衡量整台机组经济技术水平的最佳尺度.功率曲线验证方法的选取及实际影响因素的修正,决定了所获取的功率曲线是否符合生产实际.文章就功率曲线验证方法、影响风力发电主要影响因素和空气密度计算方法等问题进行了探讨.     

液压型风力发电机组功率追踪及功率平滑多目标控制研究

以液压型风力发电机组为研究对象,针对低风速条件下液压型机组的最佳功率追踪和功率平滑多目标寻优控制问题进行研究。建立液压型风力发电机组逆系统模型,分析模型非线性形式,确定逆系统的解耦方法,利用逆系统的方法设计液压系统转矩控制器,实现最佳功率追踪控制。通过线性二次型最优控制方法,设计功率追踪与功率平滑的多目标优化控制器。依托30 k VA液压型风力发电机组实验台进行仿真和实验研究,验证了该方法的可行性。仿真和实验结果表明该方法具有较好的控制效果,在保证最佳功率追踪的同时实现了功率平滑控制。研究结果对液压型风力发电机组具有重要的理论意义和工程价值。     

基于双重速率QDMC的液压型风力发电机组变量马达转速控制

由于二次动态矩阵控制(quadratic dynamic matrix control,QDMC)算法中二次规划求解计算量大、实时性差等问题,难以满足液压型风力发电机组变量马达转速的高精度快速控制需求.该文提出一种双重速率二次动态矩阵控制算法(dual rate QDMC,DR-QDMC),将控制增量的求解分解为快速层...     

基于PID控制的变速恒频风力发电机组液压变桨距控制系统研究

文章分析了变桨距控制原理,对变速恒频风力发电机组各部分数学模型进行了分析与研究,在此基础上,建立了变速恒频风力发电机组PID液压变桨控制系统仿真模型,在matlab/simulink环境下对未加PID控制器与加PID控制器两种情况下的系统进行了仿真研究。仿真结果表明,PID控制器能改善风力机桨距控制效果,更好地捕获风能,稳定风力机功率输出。     

全功率变频风力发电机组惯性响应控制

针对频率波动时全功率变频风电机组不能对电网提供频率支撑的问题,文章将虚拟惯性调节和下垂调节相结合,利用全功率变频风电机组的惯性控制技术参与电网调频,将风机有功出力设定在低于最大功率追踪,使其有足够空间进行有功调节,以及惯性环节结束后发电机转子转速快速恢复。仿真结果证明了文章控制策略的有效性。     

融合最大功率点追踪的光伏发电功率全局控制研究

不确定自然环境因素的影响下,光伏发电输出功率的非线性特征增加了其控制难度,导致新能源发电的利用率偏低。为解决该问题,基于最大功率点追踪技术,提出光伏发电功率全局控制新方法。结合辐照强度、光照温度等外界条件,建立光伏发电模型。利用均匀光照下的最大功率点追踪方法,构建比例因子对追踪动态响应速度的影响模型。在光照不均匀条件下,将单峰值非线性特征曲线转变为多峰值非线性特征曲线,求解多峰值非线性特征的全局最大值问题,利用蚁群算法选取高信息素路径作为最优解,实现发电功率全局控制。采用simulink软件构建光伏发电仿真模型,分析不同辐照强度条件下的光伏发电功率控制效果。经实验验证,所提方法能够适应多辐照强度与变化辐照强度等条件,提升了新能源利用率与新能源发电的效益回报,具备投入实践应用的条件。     

液压型风力发电机组调速系统的DMC预测控制方法研究

以液压型风力发电机组调速系统为研究对象,针对变量马达的恒转速控制问题,结合动态矩阵控制(DMC)原理,提出一种基于DMC的液压型风力发电机组调速系统预测控制方法,并通过Simulink-AMESim联合仿真技术分析预测步长与控制步长对转速控制的影响规律.研究结果表明,与经典PID控制方法相比,基于DMC的预测控制方法提...     

无刷双馈风力发电机组的自抗扰功率解耦控制

对无刷双馈风力发电机组稳态运行时的功率分配关系进行了详细分析,在此基础上确定了最大风能捕获的控制策略.将自抗扰控制应用到无刷双馈电机有功功率与无功功率的解耦控制,将功率控制系统分解为有功功率子系统和无功功率子系统,从而建立了风力发电机组完整的功率控制模型.基于Matlab/Simulink的仿真结果表明无刷双馈风力发电机组自抗扰控制成功实现了有功功率与无功功率的解耦控制,不仅能够实现最大风能捕获,而且可以根据电网的实际需求调节机组无功功率的输出,验证了控制算法的有效性.     

液压型落地式风力发电机组长管道谐振分析

为了探究系统参数对系统谐振的影响,了解具有长管道结构的液压型落地式风力发电机组稳定运行的条件,建立了机组液压主传动系统数学模型,分别从能量输入端、液压元件本身及能量输出端3个方面研究系统谐振激励源,并通过仿真对比研究了系统压力比频率特性影响因素,得出各参数对系统谐振的影响规律.结果表明:管径、管长和油液运动黏度等对系统传输压力比幅值影响较大,油液运动黏度和等效体积弹性模量同样也影响系统的工作频段;系统谐振频率都以基频的奇数倍形式存在.     

离网型风力发电机叶片设计方法研究

根据离网型风力发电机实际运行特性,提出根据发电机对蓄电池充电特性曲线、设计叶片的空气动力特性及外形进行叶片设计的新思路,并系统地设计计算了1kW离网型风力发电机叶片。实验结果表明,采用此设计理念可以简化整机的结构、减轻整机重量,所设计的风力机叶片具有低风速运行等特点。     

风力发电机组并网控制与仿真分析

用仿真方法研究了基于双馈异步发电机的风力发电机组的并网过程,分析了不同因素对发电机并网过程的影响。针对使风力发电机并网时可能产生较大冲击的各种因素,充分利用双馈感应发电机转子励磁的特点,提出了抑制和消除冲击的措施,以实现风力发电机组的快速、平稳并网。     

垂直轴永磁直驱风力发电系统全风速功率控制

垂直轴风力机(VAWT)发电系统是一种应用潜力良好的新型风力发电系统。为了提高机组的风能转化效率,研究了全风速运行范围内的功率控制策略。建立了整机系统的数学模型,讨论了VAWT的气动机械特性及其4种工作模式;在此基础上,分析了机组在额定风速以内MPPT运行模式下,基于最佳叶尖速比(TSR)跟踪原理的最大风功率吸收控制策略;针对在额定风速以上的恒功率运行模式,设计了基于二阶扩张状态观测(ESO)方法的实时气动转矩估计器以及基于恒额定功率发电的最佳角速度控制策略;最后给出了全风速功率控制的系统结构。通过仿真试验,验证了该功率控制策略在全风速运行范围内实现整机高风能转化效率的良好效果。     

基于有限时间控制的风电机组恒功率控制

针对风力机组的恒功率控制问题,提出了一种基于有限时间控制的方法,分别设计浆距角和转速控制器。通过调节桨距角,使风电场有功功率输出在有限时间内收敛到给定值;转速控制器对发电机的d,q轴电压Ud和Uq的控制,实现转矩响应和转速在有限时间内收敛到期望值。有限时间控制器可实现机组有功功率输出在有限时间内收敛到给定值。仿真结果表明,设计的控制方法是有效的。     

风电场功率控制策略研究与应用

文章根据国家电网对风电场功率控制的需求,提出了风电场功率控制方案。主要描述了风电场功率预测方法、降功率策略以及浅限幅、深限幅的具体策略。该方案经过现场实测,各项指标均达到国家电网要求。     

无刷双馈风力发电机滑模功率解耦控制

首次采用现代控制理论中的滑模变结构方法研究了无刷双馈发电机(BDFM)运行时有功功率与无功功率的解耦控制,在状态方程的基础上,应用Lyapunov函数求得了有功功率与无功功率的滑模控制律,并在Matlab/Simu-link基础上建立了系统的仿真模型。仿真结果表明,滑模变结构控制能够有效的实现有功功率与无功功率的解耦控制,并实现了风能的最大功率捕获,证明了该控制策略的有效性。     

大电网运行水轮发电机组功率预测控制研究

本文考虑刚性水锤与弹性水锤两种情况,分别建立了水轮发电机组并入大电网运行时的功率调节动态数学模型,同时根据l~∞范数性能指标,考虑水压引起的最大功率反调约束,设计了功率预测控制器。仿真结果表明功率预测控制系统有效地抑制了非最小相位水击效应带来的功率反调作用,其功率调节动态特性优良,为功率的计算机优化控制提供了一种行之有效的方法。     

双馈风力发电系统最大风能追踪控制的研究

在分析了风力机功率特性和DFIG运行特性的基础上,通过对双馈机转速控制进行最大风能追踪具体过程的深入研究,提出了一种基于最大风能追踪的双馈电机有功、无功功率的解耦控制方法。建立了基于发电机定子磁链定向矢量控制的双馈风力发电系统最大风能追踪系统模型,并利用PSCAD/EMTDC对其进行仿真,结果验证了控制策略的正确性。