变频偏航控制器的研究

风电机组偏航系统是一个时变、多变量、非线性、强耦合的系统,将传统的直投模式用于风电机组偏航系统,很难得到期望的鲁棒性、稳定性等控制性能同时还会造成很严重的机械损耗问题.针对以上问题,以异步电机矢量控制原理为基础,设计了一种无速度传感器电机控制的变频偏航控制系统.该偏航系统采用主动迎风的方式,通过风向传感器获取机舱的相对...     

基于变论域模糊控制的大型风电机组偏航系统

风力发电在解决能源和环境问题上的积极意义,使其成为增长速度最快的绿色能源之一。偏航控制是大型风力发电机组的热门研究课题,偏航系统是典型的非线性、时变系统,常存在较大程度的参数变化和大时变负载与干扰。本文提出一种变论域模糊偏航控制策略,将变论域模糊控制与风向标反馈控制相结合,将风向数据与功率数据进行迅速的对比识别处理,来实现变论域模糊控制参数自整定和控制规则的自调整,提高偏航控制系统对风速扰动和参数变化的适应能力,最后进行风电机组偏航控制的仿真与实验,证明变论域模糊偏航控制具有动态响应快、抗干扰能力和鲁棒性强等优点。     

风电机组偏航系统故障诊断与寿命预测综述

故障诊断与寿命预测技术是掌握偏航系统故障类型、位置、严重程度及剩余寿命的有效手段,对优化运维检修策略、减少运维费用和发电量损失有重要作用。该文中综述了偏航系统故障诊断与寿命预测研究现状,首先,介绍偏航系统常见故障模式和状态监测数据来源与特点;其次,分别评述基于模型和基于数据驱动的偏航系统故障诊断方法研究现状;再次,重点从理论寿命计算和基于有限元分析的寿命预测两方面,对偏航系统部件(如偏航轴承、制动缸和制动摩擦片等)的寿命预测研究现状进行综述;最后,从偏航系统状态监测数据分析、故障诊断、寿命预测和寿命管理等方面提出研究要点及趋势。     

基于CPSO的PID神经网络及偏航电机控制策略

风电机组偏航系统具有高度的非线性与不确定性,采用传统的基于精确数学模型控制方法用于风电机组偏航系统,难以获得期望的稳定性、鲁棒性等控制性能.针对以上问题,借鉴传统静态神经网络的逆系统控制方法,并根据非线性自回归平均模型(NARMA-L2),给出了基于合作粒子群算法(CPSO)的PID神经网络控制策略(PIDNNC),并基于该策略设计了PIDNNC积分合成控制系统,提出了基于该策略的PIDNN神经网络控制系统设计方法.通过建立偏航系统的仿真模型进行仿真实验,并与PID控制器的控制效果进行比较,表明该控制策略能提高偏航系统的稳定性、鲁棒性和控制精度.通过偏航实验系统进行实验验证,结果表明该控制策略是可行和有效的.     

基于PLC的风电机组控制系统设计

伴随经济的快速发展,风力发电已经大量开发和应用。为解决风力发电机组的控制需要,提出一种基于西门子公司S7—1200PLC的风电机组控制方案。在硬件选型的基础上,设计了风电机组自动启停、偏航控制、桨矩控制系统,实现了对风机的良好控制。     

海上风电机组控制系统研究

对海上风电机组控制系统进行了研究。针对海上风电机组工作环境恶劣、故障率高和维护困难等问题,提出了海上风电控制系统的设计原则,并提出一种海上风电控制系统的设计方案。描述了系统的功能结构,并对其关键技术进行了分析和论述,其可靠性、安全性和可维护性良好,满足海上风电场各种功能要求和各项发电指标,具有一定的实用价值。     

基于AIS风电机组故障诊断与偏航控制系统研究

基于人工免疫算法,设计了一种风电机组故障诊断与偏航控制一体化系统。该系统包含故障诊断免疫子系统代理和偏航控制免疫子系统代理。首先归结出了风电机组的不同故障类型与偏航控制条件,并建立了两个免疫子系统代理的抗原与抗体对应表。然后采用对抗原与抗体进行统一编码的方法,计算抗原与抗体之间的亲和力,实现了抗原与抗体的识别结合过程。最后仿真实验结果表明,该系统能够高效地协同工作,诊断已知故障类型(抗原),并能自动给出对应的解决措施(抗体);能够根据不同的风速风向条件(抗原)给出最优的偏航控制策略(抗体)。通过与传统PID控制相比,本文提出的系统具有更好的稳定性和鲁棒性。     

一种风电机组光影影响评估方法

随着分散式风电的快速发展,如何评估风电机组产生的光影影响已显得尤为重要.本文提出了一种新的光影影响评估方法,使风电机组在实现太阳光线智能感知的同时,可根据所处地理位置和偏航角度精准控制光影范围,最大程度减少光影污染.     

基于最佳叶尖速比的风电机组静态偏航 误差分析及检测方法

风电机组的偏航误差降低风能利用率,危害机组运行安全。风向传感器零点偏移角是风轮轴线和传感器零点之间的夹角,其使风轮不能完全对风,造成风电机组的静态偏航误差。提出基于最佳叶尖速比的功率趋势分析方法,检测风电机组的静态偏航误差。先由输出功率曲线确定机组运行于最大风能捕获模式的风速区间,再结合叶尖速比曲线确定该模式下的最佳叶尖速比风速区间。建立了二维累加功率模型,将SCADA系统的输出功率数据先后按照偏航角和风速两个维度累加,得到各风速区间内输出功率随偏航角变化的曲线。根据空气动力学贝兹理论,在最佳叶尖速比风速区间内,输出功率最优值对应的偏航角等于风向传感器零点偏移角。利用激光雷达测风仪在冀北风电场进行实际测试,结果验证了功率趋势分析方法具有较高的误差检测精度,也说明了选择最佳叶尖速比区间的必要性。     

基于孤立森林与稀疏高斯过程回归的风电机组偏航角零点漂移诊断方法

偏航角零点漂移严重影响风电机组性能,将之消除的前提是对其进行可靠且快速的检测.基于风能捕获机理,该文提出一种运用机器学习算法的偏航角零点漂移诊断方法.首先,采用孤立森林(isolated forest,IF)异常值检测算法对数据进行预处理;其次,建立非参数模型稀疏高斯过程回归(sparse Gaussian proce...     

模糊PID在混凝土温度控制中的仿真

针对混凝土温度特点提出了的一种用于约束可调式单轴温度-应力试验机上的模糊PID控制方案。该方案结合模糊控制的自适应特性和PID的跟随性，仿真结果表明，该方案比常规的PID控制具有更好的控制效果。     

基于PLC的风电机组仿真系统

提出一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的风电机组仿真系统方案.软件方面,对所仿真风电机组的全部设备做建模分析,并利用IEC 61131-3标准的PLC编程语言实现仿真模型;硬件方面,利用基于PLC的可自由配置的IO(输入输出)模件和通信模件,将仿真模型的输入输出与风电主控系统的输入输出连接起来.该方案包括整个风电机组的全部测点,能够仿真所有设备的工作状态,测试风电主控系统中控制逻辑、控制器软硬件及柜体电气等多个方面.该方案可以在风电主控系统研发设计中用于测试验证,也可在生产过程中用于出厂检测,具有占地面积小、成本低廉的优点.     

风力机组电动变桨系统

目前,电动变桨系统已取代液压变桨系统并被大多数风力机组采用.电动变桨系统作为风力机组功率控制和安全运行的重要执行结构,直接决定风力机组吸收的风能的大小,对于机组的安全稳定运行发挥着重要作用.此处介绍了电动变桨系统的电气结构和运动控制技术要求,分析了系统中变桨控制器、备用电源、变桨电机和伺服驱动器4大部件的功能、特点及设...     

风力发电变桨控制系统设计

为了降低控制难度,提高风力发电变桨系统可靠性,采用以模糊PID参数自整定为核心控制算法,设计了以PLC为控制器.由永磁同步伺服电机与伺服驱动器共同构成的变桨系统.通过软硬件的设计,较理想地实现了变桨系统的电气控制,在实际应用中获得了良好的控制效果.     

基于Simulink的风机控制系统仿真平台的设计

为了能够更深入地了解风力发电机组控制系统,设计了一套基于Simulink的风机控制系统仿真平台。根据风力发电机组的工作原理和现场的实际运行数据,形成了控制系统的数学模型,并在此基础上通过MATLAB Simulink实现了仿真平台的搭建。将仿真平台的计算结果和市面上使用最广泛的风力发电机组设计软件Bladed进行对比。结果显示两者非常接近,表明能够很好的反映出风机控制系统的特性。     

风电场风机控制系统组网解决方案

文章结合实际工程设计对风电场的组成、网络设备要求、风机控制系统的采集信息、风机组网方案及监控平台进行论述.组网方案中利用风机间的OPGW组织以太环网拓扑结构,既保证信息传输的可靠性,同时将采集的电压、电流、风向和风速等信息送至控制中心,为控制中心的监视和控制提供了基础平台.     

基于模糊PID的风电系统转速控制仿真研究

由于风速具有随机性、不确定性、变化范围大等特点,风力发电机转速若采用传统PID控制,仅一组固定的参数难以在不同风速下均有好的控制效果。分析了风力发电系统各参数之间的关系,结合PID控制和模糊控制各自的特点,设计了模糊自适应PID控制器。在额定风速以下,该控制器用于改变发电机定子电压,从而改变发电机反力矩,调节转速,使得输出功率快速跟随风速变化。MATLAB/Simulink仿真结果证实其稳定性、动态速度响应均优于传统的PID控制,取得了较为理想的控制效果。     

3MW风电机组变桨距无模型控制

随着风电机组装机容量的迅速增加,电网对风电机组的电能品质提出了更高的要求,而功率波动是影响风电机组电能品质的一个重要问题。考虑到风电机组变桨控制中的桨距角和机组功率的非线性关系和外界扰动问题,为了减小风电机组功率波动,基于无模型自适应(MFA)控制理论设计了风电机组变桨无模型控制器,不依赖于风电机组精确的数学模型。为了验证无模型变桨控制器的性能,以3MW双馈风电机组为控制对象在Sinmulink中对该算法进行了仿真并和广泛应用的PID变桨控制器进行了对比。仿真结果表明无模型变桨控制器较好地解决了风电机组变桨控制中的非线性和外界扰动问题,风电机组输出的功率波动明显小于PID控制器。     

PLC冗余设计的风力发电机控制系统

针对风力发电机的控制系统在可靠性方面存在的问题,提出一种基于Vx Works实时操作系统的PLC硬件冗余的控制方案。文中阐述风力发电机控制系统的PLC硬件冗余结构和工作原理,并给出评价系统可靠性的指标及其计算方法。通过PLC硬件冗余的设计结构图,并结合逻辑框图分析法,提出一种提高风机控制系统可靠性的方案。搭建PLC硬件冗余系统进行可靠性试验,结果表明基于Vx Works实时操作系统的PLC硬件冗余的安全性和可靠性更高,可满足风力发电机的控制需求。     

基于鲸鱼优化算法的风力发电机组变桨模糊控制策略

由于风的变化性、随机性等因素,风电机组的输出功率处于不稳定的状态。当风速超过额定风速时,通过精确地调节桨距角,保证风电机组输出功率的稳定性。针对该问题,基于Matlab/Simulink仿真软件,搭建出风电机组变桨控制模型,设计了基于鲸鱼算法优化的模糊PID控制器。然而,模糊控制参数繁多,仅靠专家经验进行整定比较困难。因此,通过鲸鱼算法对模糊参数进行在线最优整定,很好地解决了风电机组的大滞后和非线性问题。通过对比分析PID控制器和模糊PID控制器的性能,仿真结果表明后者可以使功率快速趋于额定值,提高了系统的动态响应,并且可以精确调整桨距角。此外,模糊PID控制器最大限度减轻了变桨机构的疲劳,增加了风机的寿命。