变桨距风力发电系统的滑模变结构控制

讨论了变桨距风力发电系统在高风速时桨距控制问题。针对风力机系统的非线性,参数变化等特性,根据风力机机理,基于一定假设得到风力机在某一工况点线性模型,进而提出滑模变结构控制方案,充分利用变结构控制对被控对象的模型误差、对象参数的变化以及外部干扰有极佳的不敏感性的优点。对系统仿真时再加入系统的不确定性,仿真结果表明所提出控制方案的有效性,系统具有很好鲁棒性。     

基于滑模控制算法的风电系统变速变桨距控制研究

为改善系统恒功率输出运行区域内的动态性能,基于趋近律方法设计了滑模多变量控制器,将发电机转矩加入风电系统与桨距角同时调节,不但能保证发电机功率和转速稳定在额定值附近,而且可以降低传动系统扭转力矩波动和桨距角活动频率,在提高风电电能质量的同时可以减少系统机械部分的压力.最后利用M atlab对高风速下系统多变量与单变量控制策略进行了仿真对比,突出多变量控制策略的优越性;并将提出的滑模控制与PI控制进行仿真对比分析,以验证本文控制算法的有效性.     

滑模变结构在风力发电中的应用

给出了 1种变速变距风力发电机的滑模变结构鲁棒控制方案 ,所设计的滑模变结构控制器不但可以控制风轮转速使之从风中获得最大功率 ,还可以控制桨距角调节的速度 ,进而通过桨距调节使输出功率平稳 ,仿真实验结果显示了控制系统具有良好的鲁棒性。     

大惯量风力发电系统功率波动平抑控制策略综述

由风速波动性和间歇性引起的风机出力波动对电网安全稳定运行造成不利影响。因此,平抑输出功率波动性成为大惯量风机控制的主要研究目标之一。首先对影响风功率波动性的因素进行梳理,然后以风能利用效率为标准,将输出功率平抑策略分为低风能利用型、高风能利用型和其它类型三类。从基本原理、方法、优缺点和研究趋势等多方面,对各类平抑策略进行全面综述和总结,对比归纳了不同控制策略的本质,并对未来研究方向进行讨论。此外,文中亦对风轮转动惯量与风能利用效率、功率波动性关系进行深入分析,论证了大惯量风机功率波动平抑过程中兼顾效率的重要性。     

1 MW变速变距风力发电机的滑模变结构鲁棒控制

针对一种变速变距风力发电机，提出了一种滑模变结构鲁棒控制方案.由于滑模变结构具有独特的优点，因此应用滑模变结构原理设计了滑模变结构控制器.通过分析可知，所设计的滑模变结构控制器不但可以控制风轮转速使之从风中获得最大功率，还可以控制浆距角调节的速度，进而通过浆距调节来使输出功率平稳.仿真实验结果表明所提出的控制方案是十分有效的，此控制系统具有良好的鲁棒性能.     

变速恒频风力发电系统变桨距智能控制

大型变速恒频风力发电系统通常采用变桨距控制技术,保证额定功率点以上输出功率平稳和机组安全,但风机的强非线性和较大的转动惯量导致了变桨距控制的困难,单纯的模糊控制和PID控制都不能取得良好的控制效果.针对这一问题,提出了变速恒频风力发电系统模糊PID-PID双模变桨距控制策略,系统根据工作状况随时调整控制模式及参数.仿真表明,在该控制策略作用下,当风速在额定值以上随机变化时,转速能较好地稳定在额定值附近,具有结构简单、可靠性高、动态响应好、适应性强、控制精度高的优点,同时避免了变桨距执行机构的频繁动作,减小了变桨距执行机构的能量消耗,延长了其使用寿命.     

双馈风电系统全风速下的功率控制策略

为了实现全风速条件下的功率调节,对双馈风力发电机组的功率控制策略进行了研究。额定风速以下采用基于叶尖速比的最大功率追踪控制,实现最大风能捕获;额定风速以上采用变桨距角控制,输出功率维持恒定,保证整个系统安全稳定地运行。利用MATLAB建模并进行了仿真,仿真结果表明：在较大的风速变化区间内,双馈风电机组能实现对输出功率的有效调节,两种功率控制策略切换时系统能保持较好的稳定性。     

兆瓦级风力发电机电动变桨距系统仿真

在介绍了风力发电机电动变桨距系统的基础上,以实现桨距角变化的精确控制为目的,对电动变桨距系统进行设计,并提出了变桨距系统控制器的设计方法.为了实现精确控制,在对变桨距系统建立仿真模型时重点考虑了传动系统的误差对桨距角控制的影响.针对风力发电系统的非线性、时变、强耦合的特点,将模糊控制引入到变桨距控制中,在高于额定风速的情况下,根据主控制器由风速变化计算出的桨距角变化量调节桨叶的位置.最后利用Simulink构建整个控制系统模型,对变桨距系统进行仿真.     

风力发电系统控制技术的研究

分析了风力机运行特性及其最佳运行原理，深入探讨了风力机功率调节方式，论述了时变非线性风力发电系统的具有鲁棒性的非线性控制和智能控制的方法，并提出了需要解决的若干问题．     

直驱型变速恒频风力发电系统建模及仿真分析

在PSCAD/EMTDC中建立了包含风速、风力机、直驱同步发电机、轴系扭振模块、变流器及其控制部分的并网直驱变速恒频风力发电系统模型,提出了基于最大风能跟踪控制结合变桨距控制的策略,研究了在变风速输入和网侧出现单相短路故障时直驱型变速恒频风力发电系统的动念响应特性,仿真结果表明了并网直驱风力发电系统模型及其控制策略的正确性和可行性.     

中小型风力机偏航控制系统设计

介绍了偏航控制系统的基本原理,以PLC和IPC为主要硬件构成偏航控制器,编制复合控制算法,设计出控制、监督相互作用,并且具备一定概率预测和超前控制特性的偏航控制系统。实验证明,所用软硬件性能稳定,整个系统调向平稳、工作可靠,能够进一步提高中小型风力机的使用寿命和风能利用率。     

模糊控制在风力发电机组偏航控制系统中的应用

由于风能的随机性和不稳定性等特点,传统的偏航控制很难取得很好的控制效果.为了解决偏航系统跟踪风向的变化这一问题,提出了把模糊控制应用于偏航系统,并设计了一种模糊控制器.通过仿真研究,并与PID控制器的控制效果进行比较,结果表明模糊控制系统能够更快更准确地跟踪风向的变化,具有较好地控制性能,从而确保偏航系统的性能更加稳定.     

风力发电机组的独立变桨控制

为了实现风力发电机组3个桨叶的独立控制,依据风力机空气动力学原理和风剪切效应,提出了基于桨叶方位角信号的权系数分配独立变桨距控制方法。通过权系数对3个桨叶统一的桨距角进行重新分配,将统一变化的变桨角转化为每个桨叶独立变化的桨距角．以2MW变速变桨风力发电机组为研究对象,基于Bladed软件平台对该控制策略与传统的变桨控制策略进行仿真比较：结果表明,相对传统的变桨距控制,独立变桨距控制使风力发电机组能够在额定转速下保持稳定的电功率输出的同时还能减小齿轮箱转矩尖峰。     

基于风-网互补供电试验的风力机模拟研究

以抽油机离网风电-网电互补供电试验系统中的风力机为研究对象,根据风力机的运行特性,运用相似理论得到了模型试验中与风力机相似应满足的条件.计算了与某实际风力机在对应工况下相似的模型风力机的相关参数.在此基础上,建立一个由变频器拖动电机组成的试验模型来模拟风力机的运行,保证了试验模型具有实际意义.     

变速恒频双馈风力发电机的功率控制

针对双馈风力发电系统中功率控制的时变性、随机性、复杂性以及非线性的特点,提出了一种基于模糊神经网络的功率解耦控制方法.该控制方法不依赖电机参数和精确的数学模型,能够实现双馈风力发电机有功、无功功率的解耦控制,具有控制简单、灵活、方便、有效的特点,系统鲁棒性强,适用于双馈风力发电机的功率控制.     

考虑风电接入的配电网集中-分布式无功电压控制

研究了分布式电源中发展较为成熟的风力发电机组并网后配电网的无功优化问题.建立了风电机组的稳态模型,介绍了风电场在电力系统潮流计算中的处理方法,分析表明该方法在降低系统网损的同时,提高了电压质量.     

模糊自适应PID控制在开关磁阻风力发电系统中的应用研究

针对风速的突变性和不确定性,以及开关磁阻发电机的非线性和强耦合性的特点,提出了基于模糊自适应PID闭环控制优化输出电压的方法。介绍了开关磁阻发电机系统的运行原理和模糊自适应PID控制原理,并利用Matlab/Simulink工具分别对常规PID控制和模糊自适应PID控制下开关磁阻发电系统的输出电压进行仿真及对比分析。实验结果表明:模糊自适应PID闭环控制输出电压控制精度更高,动态性能更好,抗干扰能力和鲁棒性较强。     

火电厂汽轮机抽汽回热系统消纳风电的研究

依据我国风力发电的现状,分析了弃风原因,提出了利用电锅炉替代火电厂汽轮机抽汽加热回热系统的凝结水来消纳风电的方法.定量分析了利用电锅炉加热凝结水的10种方案的经济性,同时分析了其设备及系统的安全性,得出了投资少、适应性强、安全性高、经济性好和技术上具有可行性的方案.利用电锅炉加热凝结水,对于降低火电厂的煤耗、减少CO2等污染物的排放、消纳风电及改善环境质量,具有一定的理论和现实意义.