神经网络模型参考控制在风力发电机组变桨距系统的应用

变桨距系统是风力发电机组研究的关键部分。针对变速变距型风力发电机组的液压驱动式变距执行机构,提出了基于神经网络模型参考的PID变桨距控制方法,以解决变桨距机构的非线性、参数时变性、抗干扰和滞后性控制问题。     

大型风电机组偏航和变桨距控制系统研究

简述了偏航和变桨距系统结构特点和动作要求。针对风速风向非线性变化的特点,采用一种变论域自适应模糊控制研究在风速变化下的兆瓦级风力发电机组偏航和变桨距系统联合互补工作的控制技术。利用MATLAB软件对系统进行了仿真,仿真结果证明了该方法的可行性。     

风机液压变桨机构的负载力分析及系统建模

变桨机构通过调节风机叶片的节距角来保证风机在多变环境下的稳定运行.变桨距系统利用曲柄连杆机构与叶片连接,实现直线往复运动与旋转运动的转换,机构形式使叶片转动的阻力矩与液压缸负载力存在非线性关系.以1 MW风机为例,根据曲柄连杆机构的运动转换关系,分析了液压缸负载力的非线性变化,并采用功率键合图法结合控制信号的方块图模型,建立了系统的数学模型,为系统优化提供了理论依据.     

基于神经网络PID的变速变桨距控制设计

在风力发电中,为了提高风力发电的能量转换效率对风力发电机进行变速变桨距控制,按照所需要的功率系数值确定所需要的变桨角度,以保证功率的稳定.本文研究利用神经网络PID控制器作为变速变桨距系统的控制器.在风速低于额定风速时,采用的是变速控制,此时风能效率高于采用失速控制风电机组的风能效率,具有优化的气动特性;在风速高于额定风速的情况下,根据风速的变化调整桨叶节距角,从而调节发电机的输出功率,使风力发电机组的输出功率保持稳定.最后,利用Simulink构建整个控制系统,对系统进行Matlab仿真.结果表明,使用神经网络PID控制的风力发电系统在风速从额定风速到切出风速时,相对失速控制风电机组,采用变桨距控制风电机组的功率恒定,发电品质较好.     

变速变桨距双馈风力发电技术研究

大型风力发电机组多具有变速变桨距功能,能够通过控制桨距角来调节机组的功率输出,使整个风力机的功率控制更为有效.通过对变速变桨距双馈风力发电机组的控制策略进行详细分析,给出了变速变桨距风力发电机组的MATLAB仿真波形,仿真结果验证了控制策略的正确性与可行性.     

变桨距机构

变桨距主要分为液压和电动变桨距2种。其中,液压变桨距控制系统的安装较为简单,维护费用低廉且使用寿命较长,在现今的使用率较高,占主流地位;因此,非常值得投资。目前国内外最常使用的一种控制系统是独立变桨距控制系统。     

MW级变速恒频风力发电机组电液变桨距系统的研究

变桨距系统是风力发电机控制的关键技术之一。在国内外研究的基础上提出一种新型的变桨距系统,该系统采用液压变桨距机构来实现桨距角的改变。在安全液压缸和控制液压缸的共同作用下,该套系统相对其他变桨距机构更具有变桨力矩大、变桨精度高、易于控制、叶片振动小等优点。     

基于特征提取的大型风力机械变桨距实时控制方法

复杂的地形会导致风力机械变桨距受到外界因素的影响,导致自身控制效果差,为提升变桨距实时控制效果,提出了基于特征提取的大型风力机械变桨距实时控制方法。该方法分析了变桨距动力学特性及风力机组传动系统的性能,为后续控制效果提供了重要信息基础,基于分析结果提取了变桨距运行数据特征,并根据提取的特征信息,建立了变桨距角位置闭环数学控制模型,利用该模型实现变桨距的自动控制。通过对该方法进行变桨距输出功率测试及变桨距控制性能与实际结果对比测试,验证了该方法的控制效果最佳。     

改进蜂群算法在风机变桨距控制中的应用

风力发电系统建模过程复杂,具有很强的非线性,受参数变化和外部干扰严重,且运行环境恶劣。因此,在控制器部分提出用自抗扰控制理论解决风力发电系统的变桨距控制问题,实现最大功率跟踪。并采用改进人工蜂群算法对自抗扰控制器的参数进行优化,解决其整定过程繁琐,具有很多不确定性的问题。MATLAB的仿真结果表明,优化后的控制器调整参数减少,简化了调节过程,弥补了人工蜂群算法搜索过程寻优速度慢,迭代后期容易陷入局部最优的不足,提高了优化精度。     

基于模糊控制的电动变桨距系统建模与仿真

以兆瓦级风力发电机组直流电动变桨距控制系统为研究对象,设计了一个变桨距模糊控制器代替传统的PID控制器,并利用Matlab对整个系统进行了基于电气原理的建模仿真,结果表明了此模型的正确性,且所设计模糊控制器具有很好的跟随性,控制效果良好。     

风力机叶轮质量不平衡故障建模及仿真研究

风力机叶轮质量不平衡故障对风力发电机组的安全稳定运行影响很大,传统的基于振动的故障诊断方法需要在风力机上安装大量的传感器,成本较高同时可靠性也较差。近年来,已有学者采用基于电信号的故障诊断方法对该故障进行试验研究,但未对该诊断方法进行理论上解释。在对该故障机理进行简要阐述后,在理论上推导该故障对风力机电功率造成的影响,利用Simulink建立在该故障状态下包含叶轮、传动链与发电机的风力机模型,仿真得到该故障条件下的电功率信号,频谱分析的结果显示其包含叶轮旋转的一倍频分量,且随着不平衡质量的增大而增大,与德国ISET研究所等试验研究的结果相符,仿真的结果从定量的角度表现该故障的严重程度,该方法可应用到故障诊断系统中用以确定不平衡质量的大小。     

风力机气动力不对称故障建模与仿真

风力机气动力不对称故障对风力发电机组的安全稳定运行有很大的影响,传统的基于振动的故障诊断方法需要在风力机上安装大量的传感器,成本较高,可靠性也较差。近年来,已有学者采用基于电信号的故障诊断方法对该故障进行了实验研究,但未对该诊断方法进行理论上解释。笔者研究了气动力不对称故障下的风力机的塔架振动和气动力的耦合规律,阐述了造成电功率波动的机理,指出电功率的波动来源于塔架的振动,建立了整个风力机组故障状态下的模型,仿真得到了故障条件下的塔架振动信号与电功率信号,对仿真得到的振动信号与电信号进行信号处理。结果显示其中均出现了叶轮旋转的一倍频分量,与德国ISET等实验研究的结果相符,对开发新的故障诊断算法具有重要意义。     

液压变桨型风力机的建模与仿真分析

该文在兆瓦级风力机理论分析的基础上,研究液压变桨距控制策略,基于MATLAB/Simulink建立大型风力机的整机模型,对风力机的各个工况进行仿真,并分析了风力机的动态特性和仿真性能。仿真结果表明,该模型是有效且可靠的,为进一步研究风力机的功率控制提供了保证。     

微型风力机风轮的结构优化及分析

依据风力机风轮结构设计理论和微型风力机的具体工况,从叶片数、叶片形状和翼型3方面对微型风力机风轮结构进行了优化,得到3种不同的风轮结构方案。结合微型风力机风轮的结构特点和实际工况,运用计算流体动力学软件(FLUENT)建立风轮的三维流场仿真模型,并验证该仿真模型的有效性。分别对3种不同的风轮结构进行气动性能分析,对比其输出转矩和输出功率,确定最优的微型风轮结构。     

风力机变桨力矩建模分析与估计

针对变桨矩风电机组桨叶不断增大的发展趋势,经济的变桨电机选型越来越依靠理论支撑的问题,提出了通过空气动力学仿真分析,确定变桨电机力矩范围的方法.首先介绍了变桨机构的运动方程,然后把变桨力矩分解为离心力矩、气动力矩、俯仰力矩、空气加速度的惯性力矩及阻力距、摩擦力矩和重力矩并进行单独分析,最后结合1.5MW风电机组利用ma...     

风力机叶片设计与建模

根据叶片的特点,通过点的坐标的几何变换理论,采用MATLAB软件求解叶片各截面在空间实际位置的三雏坐标;并利用Pro/E的三维造型功能,以11 kW风力机叶片为例,对叶片进行实体建模,为叶片进一步分析奠定基础.     

基于PSCAD的变速恒频双馈风力发电机组并网稳定性仿真研究

简要介绍了变速恒频双馈风力发电机组的工作原理,通过建立变速恒频发电机在由坐标系下的数学模型,以及基于PSCAD的系统仿真模块,对变速双馈风力发电机组和恒速鼠笼型风力发电机组的并网稳定性进行仿真分析与比较。结果表明,变速恒频双馈风力发电机组具备更好的小干扰稳定性和暂态稳定性,同时,可以在风速发生变化时通过进行变桨或变速运行调节功率,实现最大风能捕获。     

一种垂直轴阻力型风力机的风轮设计

对一种给定运行参数的垂直轴阻力型风力发电机的风轮进行设计计算,并对其进行了机械功率计算、CP值计算和ANSYS有限元模态分析计算尖速比λ值的分析,有助于垂直轴阻力型风力机风轮的进一步改造和优化。     

基于导叶可调液力变矩器风电机组的设计

基于导叶可调式液力变矩器,综合考虑风轮转速、发电机功率、液力变矩器结构参数,设计出适应于变化的风轮转速,并能使发电机输入转速保持恒定的风电机组.