并网型变速风力发电机组的控制技术与策略

阐明了为最大限度利用风能，并网型变速风力发电机组所采用的控制技术和策略；给出了风速在不同阶段，并网型风力发电机组的控制途径；分析了ISC、DSC、双重控制、OPDC、DAC和PI控制以及智能控制的方法及其构成；指出了各种控制技术和策略的优缺点以及今后的发展方向。     

大型风力发电机组

南通航天万源安迅能风电设备制造有限公司是由中国航天科技集团公司北京万源丁业公司、西班牙安迅能能源集团、西班牙英莎国际工贸集团共同投资设立的风力发电机组的制造企业。     

基于最小二乘支持向量机的变速风力发电机组模糊控制器

提出了一种新型模糊控制器用于变速风力发电机组最大能量获取,该控制器中使用了基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的机组Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模糊模型。建模过程中,采用了模糊聚类的方法进行输入输出空间的划分,并以LS-SVM的方法确定模糊规则的后件参数。将该控制器应用于变速风力发电系统的仿真结果表明,机组很好地实现最大能量获取的目标,并具有实时性强、容错性、学习能力强、计算速度快等优点。     

变速恒频风力发电机组输出特性分析

以变速恒频风力发电系统为研究对象,依据发电机数学模型和交流电机矢量变换控制原理,设计了交流励磁变速恒频(VSCF)发电机定子磁链定向的矢量变换控制系统,对转子侧变换器建立了外环定功率控制内环定电流控制的双闭环控制结构,实现双馈发电机定子有功P和无功Q的解耦控制,从而获得最大风能捕获的高效发电运行。并在PSCAD/EMTDC仿真环境下建立了变速恒频风力发电机组的整体动态数学模型。以渐变风和阵风为例,对由5台单机容量为2 MVA双馈感应电机(DFIG)组成的风电场并网前后的运行特性进行仿真研究,通过仿真分析,揭示了风电场并网运行的动态特性,并验证了数学模型和控制策略的正确性和有效性。     

双馈式感应风力发电机组建模及其控制研究

以双馈式感应风力发电机组(DFIG)为对象,分析了DFIG的建模和控制问题。该模型包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型。提出了风力机的桨距角控制策略和发电机的转速控制策略。发电机转速控制采用dq同步旋转坐标下的矢量控制。用MATLAB/Simulink软件建立了DFIG模型,并且根据所提出的控制策略对风速随机变化以及系统电压突变时机组的运行情况进行了仿真。仿真结果验证了模型的合理性及控制策略的科学性和可行性。     

定桨距变速风力发电机组的控制策略研究

提出定桨距变速风力发电机组的串级控制。外回路根据机组的运动方程采用自适应最优模糊控制,给出发电机电磁转矩设定值,实现参考转速的渐进跟踪。算法综合考虑风力发电机组的机械特性和电气特性,系统辨识作为控制算法的一部分自动执行。内回路基于双馈发电机的定子磁场定向矢量控制系统模型,结合动态线性化和反馈稳态解耦技术,提出发电机有功、无功功率的预测函数控制。采用 PI 控制与本文的控制策略作对比仿真,结果表明提出方法的有效性。     

大型水平轴定桨矩风力发电机组数据采集系统设计

介绍了国产 6 0 0 k W风力发电机组数据采样设计原理、系统结构和实现方法。     

大型风力发电机组变桨距机构分析与实验研究

旨在确定变桨距机构的结构形式，通过精炼设计校核变桨距机构的技术参数，论证变桨距机构的合理性，确保兆瓦级风力发电机组在60 m高空稳定工作.通过不同的变桨距机构方案的对比，找出各种变桨距机构的优缺点，完成兆瓦级风力发电机组变桨距结构的确定；利用数值算法进行变桨距机构参数的精炼设计；利用实验装置验证变桨距机构的合理性.最终，兆瓦级风力发电机组采用了液压变桨距结构形式，由数值算法给出了液压变桨距结构的最大负载力矩；并利用实验装置验证完成了在地面上的变桨距机构的调试工作，证明了变桨距机构在额定工况下能正常工作.在兆瓦级风力发电机组的调试过程中变桨距机构工作正常、稳定，达到了预期设计的目标.     

风力发电机组载荷计算中的极端风况分析

针对大型风力发电机组设计中与风机最大载荷设计存在较 大关系的极端风况模型,利用Matlab软件进行仿真和载荷计算.建立了极端风速模型、极端 运行阵风、极端风向变化、极端相关阵风、极端风切变等模型,实现了1年或50年重复周期 极端风况各模型的模拟.以国家863项目“兆瓦级变速恒频风电机组”样机SUT1000为例, 依据IEC标准,进行了各级负载级别的载荷计算.风况的模拟和载荷计算得以系统化、简单化 ,在风机的设计过程中可直观地利用已知信息获得风机载荷的极限情况,在工程应用中具有推广价值.     

抗震设计中的几个问题

本文从框架结构的强度、刚度、延性等几个方面论述了框架结构抗震设计中的概念设计。强调概念设计在抗震设计中的重要性,提示从事结构设计的设计者,在结构抗震设计过程中,重视“计算设计”的同时,着重从结构的整体出发,加强结构的“概念设计”,从而消除一些设计者因为概念不清而存在的错误认识。     

风力机风轮设计中风速的处理

风力发电是风能利用的最好形式.随着单机容量的不断增大，风力机的整体尺寸也越来越大，包括塔架高度.一般情况下，无穷远来流风速随高度的增加而逐渐增大.所以在设计大功率水平轴风力机风轮时，风轮设计者是否要考虑无穷远来流风速在铅垂高度等于直径的范围内的速度梯度将是一个值得注意的问题.为准确计算风轮的气动特性，就必须针对这一速度变化范围用合理的方法给定设计风速.分析并证明了用风轮中心处的速度作为设计风速是相当合理的.     

风力机风轮设计中计算风速影响的两种新形式

根据指数律的风速分布函数,在两种坐标系中采用不同的数学处理形式,对风轮扫掠面积上的风功率做精确计算,并与以风轮中心风速为设计风速产生的风功率做对比。定量分析结果证实采用风轮中心处的风速做为单一的设计风速具有很好的合理性,非均匀的风速切面对于风力机的气动设计基本无影响。     

风力机风轮设计中计算风速影响的两种新形式

根据指数律的风速分布函数,在两种坐标系中采用不同的数学处理形式,对风轮扫掠面积上的风功率做精确计算,并与以风轮中心风速为设计风速产生的风功率做对比。定量分析结果证实采用风轮中心处的风速做为单一的设计风速具有很好的合理性,非均匀的风速切面对于风力机的气动设计基本无影响。     

双馈变速恒频风力发电机稳态运行特性

旨在根据双馈式变速恒频风力发电机的结构特点。机组以最佳叶尖速比变速运行，根据叶轮原动机输入的机械能和机组的发电功率曲线，研究双馈发电机的稳态特性，功率关系和转矩关系．通过转子励磁调节，找出在任何转差下，满足功率、转矩输出的工作点，给机组的控制方案设计提供了参考．     

FD48-750型风电机组设计特点

介绍了FD48－750型风电机组的机械结构、电控系统及桨叶的设计特点，并给出了机组有关技术指标、整体机械结构示意图、电控系统实现框图，同时设计出机组在工作风速区运行的速度、功率和风能利用系数曲线。     

大型多功能风电机组主轴制动器惯性试验台的研制

针对我国大型风力发电机组容量已达6MW,而现有风力发电制动器惯性试验台只能完成3MW制动器测试的问题,作者研制了可用于6MW大型风力发电机组主轴制动器测试的惯性试验台。介绍了该试验台的工作原理、结构及关键技术的解决措施。该试验台不仅可用于风力发电机组制动器测试,还可用于工业制动器、重型卡车制动器、船舶锚绞机制动器的测试,提高了设备的投资效益。初步实测表明,该新型试验台可以达到设计的功能要求。     

变速风力发电机模型参考自适应控制

风力机系统是一个非线性不稳定的复杂系统,系统具有不确定性,模型很难建立。自适应控制研究对象就是这种具有不确定性的系统,它能通过修正控制器的参数来降低不确定性对系统的影响。采用模型参考自适应方法对变速风力发电机在额定风速下进行控制,使风力机获得最大风能。仿真结果表明此方法对额定风速下变速风力发电机的控制效果很好。     

大型风电机组振动分析和在线状态监测技术

风力机是一个刚柔耦合的多体系统，作用在风力机上的空气动力、惯性力和弹性力等交变载荷会使系统产生变形或振动，影响风力机的正常运行，严重时会导致风力机损坏，为此振动稳定性成为机组设计首要关注和解决的问题.从机组的振动原因分析入手，研究了主要振动源的动力学方程，对塔架进行了Campell共振图分析，用有限元分析方法计算出塔架的固有频率和振型，为机组设计提供了依据，通过在线振动监测手段验证了设计的有效性.     

兆瓦级风电机组变桨距机构分析

以国产化1MW风力发电机组为研究对象，利用叶素理论，对变桨距机构进行了分析并对驱动力进行了计算，为风力发电机组的部件选择及进一步分析计算提供参数，为国产化风机的设计提供一定的参考．