浅谈风力发电机组偏航系统

为解决风力发电机组在自然风风向多变的状况下可以自动平稳的校准其方向以保持风能的最大可利用率的问题,将PLC及软启动技术应用到风力发电机组的偏航系统中。开展偏航系统自动控制、平稳启动的分析,建立了PLC、软启动和偏航电机之间的关系,提出利用PLC对风场的自然风风向以及风力发电机组的偏航角度进行数据信息的采集,并自动进行内部的数据处理,进而对偏航电机的工作状态加以控制,使风力发电机组能自动偏航至与自然风风向相对应的角度。通过分析和验证,结果表明该系统实现了对风力发电机组偏航系统的自动控制及平稳启动。     

基于DSP控制的风力机偏航控制系统研究

为了获得最大的风能,提高风力发电机的发电效率,对风力机偏航控制系统进行了研究.该系统采用主动迎风的方式,通过风向传感器测得机舱的相对风向,由DSP计算出偏航角度,采用细分控制技术控制偏航步进电机正转或反转,从而实现偏航控制系统自动跟踪风向.实验表明,采用DSP控制,实时性较好,细分技术控制的步进电机,运行精度较高,系统能快速、准确使机舱对风.     

基于MCGS的风力发电机监控系统设计

风力发电机监控系统采用上位机和下位机的两级控制方式。上位机由计算机和通用监控系统软件组成,可实现数据采集、显示和监控等功能;下位机以西门子S7-200PLC为核心、,通过风向检测、风速检测、风沙强度检测、PID控制等措施,实现了风力发电机的自动控制;为相关企业利用现有的设备组建计算机控制系统提供借鉴。     

小型风力发电机自动迎风和刹车系统电气控制回路设计

内蒙古自治区偏远农牧区广泛使用的小型风力发电机无自动保护装置,发电系统可靠性差,经常发生烧毁事故。对此,以风轮吸收功率为理论研究基础,使用风向仪作为自动迎风系统的检测元件,过电压继电器为刹车系统的检测元件,提出一套控制小型风力发电机在正常风速下能够自动迎风,遇到强风自动刹车的电气控制电路,以期提高小型风力发电机发电效果,保证发电机运行可靠性。     

小型垂直轴风力发电机在中国发展前景概述

垂直轴风力发电机在测风向时不需要安装偏航装置,其拥有良好的空气动力学性能、结构简单及造价便宜,且发电机和齿轮箱可以直接安装在地面,便于维修保养,具有很好的可开发实用价值和应用前景,是今后风力发电发展的主要方向。系统地阐述了国内外小型垂直轴风力发电机的发展状况;并根据中国风能资源分布情况,分析了小型垂直轴风力发电机在中国推广应用的可行性,并提出了建议。     

小型风力发电机的风速风向检测

由于风速和风向总是在不断地变化,大多数风力发电机都用风向跟踪和风速测量来控制它的工作状态。风向跟踪的准确可以提高风能的利用率,风速测量的准确可以保证风力发电机正常工作。     

变速恒频双馈感应发电机的空载特性

针对在实际情况中风速的随机性变化会导致风力发电机输出的电压、频率波动,建立了基于Martlab下双馈感应发电机空载模型和定子磁链定向的矢量控制模型;依据电磁场基本理论,将电机电磁场的有限元计算与外部电路相结合,建立了双馈感应发电机的场路耦合数学模型,并计算出空载运行时不同转速下发电机的特性曲线.通过一台3.5 kW的6极电机进行了仿真和空载实验.仿真结果与实验结果对比表明,系统具有良好的动态性能,能够很好满足变速恒压恒频运行;电机性能的分析为进一步改进风力发电机的电磁性能和发电质量提供参考.     

风力发电机滑动偏航系统载荷特性分析

偏航控制过程中,滑动式偏航系统载荷特性是影响风力发电偏航系统安全可靠性的关键因素,现以2 MW风力发电机为研究对象,采用IEC标准中Von Kamman谱模拟湍流风,考虑重力载荷、气动载荷及惯性载荷的影响,建立风力发电机组模型,基于Bladed软件仿真风力发电机偏航时机组的动态特性,研究偏航时风况、偏航速度及偏航角度对滑动式偏航系统荷载的影响规律,为风力发电机的运行维护及改进设计提供依据。研究结果表明,偏航过程中同时变桨,变桨速率对偏航轴承的荷载有重要影响。湍流强度影响偏航轴承的疲劳和极端载荷的波动情况,偏航速度越大,偏航轴承处极限荷载越大。     

小型风力发电机中风向控制系统研究

对一种小型风力发电机进行了风向控制的研究.利用PID控制中P控制的方法,寻找出电能比较稳定输出的风向角度范围,在进行风向控制时将风力发电机的风向角度稳定在该范围内输出.重点给出了实验步骤和结果分析,并验证了该方法的有效性.     

变速风力发电机提供调频备用容量研究

提出一种新的调频控制策略,它利用变速风力发电机快速功率控制能力主动提供一次调频备用容量.该策略通过风力发电机的卸载运行,即使在风速大范围变化,也能够确保一次调频备用容量.在低风速时风电机组作为飞轮(旋转备用)电机运行,利用存储在涡轮叶片的旋转能量提供短期有功电力支持;在中风速时根据卸负荷最佳功率提取曲线运行风力发电机,建立电力储备;在高风速时采用桨距控制或修改转速设定点保持在满负荷时合适的电力储备.仿真实验证明该策略能有效地控制备用容量,实现变速风力发电机对系统频率的控制.     

基于微处理器的风力发电机综合优化控制策略

由于风能能量密度低、随机性和不稳定性的特点,给风力发电带来发电效率低、电能不稳定等问题。提出使用微处理器控制,集偏航系统和变桨距控制系统为一体,共同实现风机的优化控制。将风向标测得的风向和风速信息输入给CPU,通过对风能及风机性能的综合分析和决策,由微控制器发出各项操作指令。当风速小于额定风速时,启动偏航控制系统,始终保证风机获得最大风能;当风速大于额定风速时,同时启动偏航系统和变桨距控制系统,根据风速大小调节桨距角,保证风机的输出功率不变;当风速过大时,采用紧急停机策略,调节桨距角使风叶与风向方向平行,以保护风机。研究结果表明,不仅实现了风能的最大利用,还提高了输出电能的稳定性,保证了分布式电源并网的电能质量,控制过程简单、过渡平缓,具有良好的应用前景。     

基于异步电机的风力机特性模拟

分析了风力机的运行原理,对比了风力机与异步电动机特性的异同,提出了简单有效的转速控制方案,搭建了"工控机+数据采集卡+变频器+异步电机"的风力机模拟平台,应用LabVIEW软件开发了上位机界面.将该风力机模拟系统应用于新型的定子双绕组感应风力发电系统,实现了模拟风力机在不同风速及不同负载下按照风力机的特性运行,满足了定子双绕组感应风力发电系统进行最大风能追踪的控制策略研究.实验结果表明,该方法实现简单、控制精确,可方便用于实验室条件下风力发电技术的研究.     

A novel intelligent approach for yaw position forecasting in wind energy systems

Yaw control systems orientate the rotor of a wind turbine into the wind direction, optimize the wind power generated by wind turbines and alleviate the mechanical stresses on a wind turbine. Regarding the advantages of yaw control systems, a k-nearest neighbor classifier (k-NN) has been developed in order to forecast the yaw position parameter at 10-min intervals in this study. Air temperature, atmosphere pressure, wind direction, wind speed, rotor speed and wind power parameters are used in 2, 3, 4, 5 and 6-dimensional input spaces. The forecasting model using Manhattan distance metric for k = 3 uncovered the most accurate performance for atmosphere pressure, wind direction, wind speed and rotor speed inputs. However, the forecasting model using Euclidean distance metric for k = 1 brought out the most inconsistent results for atmosphere pressure and wind speed inputs. As a result of multi-tupled analyses, many feasible inferences were achieved for yaw position control systems. In addition, the yaw position forecasting model developed was compared with the persistence model and it surpassed the persistence model significantly in terms of the improvement percent.     

风力机风轮模拟实验平台的设计

对于风力发电技术的研究,一套完整的风轮机输出特性模拟系统的建立是重要的环节,通过建立风速和风轮机转矩数学模型,利用组态王软件进行模拟,将信号传送给变频器来控制异步电机进而模拟风轮机的输出特性。实验结果表明,该模拟系统具有良好的动态性能和可行性,适用于风力发电系统的相关研究工作。     

基于S7-1200的风力发电机组控制系统

以S7-1200PLC作为主控制器,设计实现了变桨恒速风力发电机组控制系统。介绍系统硬件组成结构,用博途V11软件进行了控制功能的组态编程,对偏航控制和变桨控制原理及其实现作了详细描述,系统能克服风力波动对输出功率的影响,从而实现恒功率输出。设计了触摸屏监控界面,可以实时监测机组运行状态。系统可靠性高、可维护性好、人机交互方便,具有远程通信能力。     

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。     

一种基于SRD模糊控制的风力机模拟器

针对风力机特性模拟中电动机转矩控制较难实现的问题,提出一种转速调节模拟法风力机模拟器.该模拟器基于开关磁阻电机调速系统,DSP中实时采集转速和负载转矩信号,求解风力机模型,参考转速提供给开关磁阻电机调速系统实时跟踪.针对转速调节模拟法,建立误差模型以衡量模拟步长和转速对模拟误差的影响.针对开关磁阻电机的实时转速控制问题...     

兆瓦级风力机特性模拟器

针对传统的风力机特性模拟器只能对等功率风力机特性进行模拟的缺点,开发了一套新型的兆瓦级风力机模拟器实验平台。首先对实际风力机静态和动态转矩特性进行了分析,搭建了由变流器、异步电机和减速箱构成的风力机模拟实验平台,采用矢量控制方案分别对异步电机和发电机进行转矩和转速控制,使减速机输出的转速符合兆瓦级风力机实际运行的工况特性。在MATLAB/Simulink环境中,分别对风速变化和转速变化2种情况进行了仿真分析,结果表明该方案能准确模拟兆瓦级风力机的运行特性。