兆瓦级风力发电机变桨距机构设计及分析

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设计和分析并对驱动力进行了优化计算,为风力发电机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数据.     

风力发电机组的多模变桨距控制

风速的随机性、不稳定性会使风力发电机组在多模式状态下运行,针对这一问题提出了一种基于多模控制系统的变桨距控制方法.在系统切入初期采用P控制器,以缩短相应时间;大误差范围内运用模糊控制器,从而减少系统超调;零误差范围内切换到PI控制器,以降低稳态误差.在建立变桨距风力发电机组的动态模型、分析机组工作特性和变桨距控制要求的基础上,运用Simulink对该控制方法下的并网前转速、并网后功率进行仿真验证,结果表明,多模控制系统与相应的工作模式相匹配,具有很好的响应特性和抗扰能力,其控制效果优于传统的PI控制。     

风电机组变桨距系统神经网络模糊自适应控制

变桨距系统是风力发电机组研究的关键部分.针对其控制技术直接影响整个机组的性能和风能利用效率的状况,在风力机的空气动力学特性分析的基础上,应用神经网络模糊自适应控制,讨论了在低于额定风速时,如何控制风轮转速,从而获得最大的风能利用系数;在高于额定风速时,如何控制桨距角的变化,从而保持输出功率恒定的方法.仿真结果表明了该方法的有效性.     

兆瓦级风力发电机液压变桨距系统设计及建模

针对兆瓦级水平轴变桨距风力发电机的控制要求，设计了液压控制系统．利用功率键合图方法建立了变桨距液压系统的数学模型，为对变桨距动态过程进行仿真和液压系统优化提供了重要依据．     

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。     

基于神经网络的风力机变桨距控制系统设计

为了提高控制器对风力机的跟踪精度,同时避免局部极小值问题,针对常规PID控制和现代控制理论难以实现的风力发电机控制效果,在算法实现上,采用RBF神经网络算法,同时结合高速浮点TMS320F28335DSP为硬件核心控制器件,实现了一种由新型软硬件相结合的风力机变桨距控制系统.仿真结果表明该RBF神经网络控制的风力机变桨距控制系统具有较强的自适应能力和鲁棒性,达到了预期控制效果.     

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.     

变桨距风力机的模糊控制系统仿真

针对变桨距风力机存在非线性、时变性、抗干扰性和滞后性等问题,在分析风力发电机组系统特性和变桨距控制要求的基础上,建立了风力发电机的数学模型,并对变速恒频风力发电机组在低于和高于额定风速运行时的变速桨距调节分别设计了两个模糊控制器,最后在Matlab/Simulink仿真软件上利用SimPower-Systems模块进行仿真.仿真结果表明本方法有效、可行.     

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。     

模拟双馈变速变桨距风力发电机组的运行控制研究

从系统控制的角度,针对风力发电机组变速变桨距双馈异步发电机自动运行中的恒功率输出等关键问题进行了控制对象特性分析和控制方案设计.结合西门子s7-1200PLC控制器和风力发电机仿真模型(E-Wind Turbine)构建了研究实验平台,并进行了系统的控制实验与仿真.重点针对恒功率输出问题的控制进行了多种控制方案的设计和实验验证,经过比较不同的控制方案后证明:基于前馈的协调控制方案效果较好.     

基于BP神经网络的PID变桨距风电机组控制

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，提出基于BP神经网络的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、滞后性控制问题.分析了三种不同工况下的液压油路变化、数学模型和参数变化，阐述了BP神经网络的PID控制算法，并根据7.5 kW变速恒频试验机组液压变距机构设计数据进行仿真结果比较、分析.     

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。     

基于SVM实现风力机组控制系统参数优化

分析了风力机的基本特性,阐述了风力发电机组控制系统在低于额定风速时风力机的最大风能捕获及高于额定风速情况下的变桨距控制。在此基础上,利用SVM（support vector machines）优化风力机的风能利用系数以及变桨距控制系统的控制参数。仿真分析表明,风能转换系数的支持向量机模型具有很好的精度和泛化性能,而优化后的变桨距控制系统可对输出功率的调节获得较好的效果,保证风电系统的恒功率输出。     

大型风力发电机的典型控制策略

介绍了大型水平轴风力发电机组所采取的三种典型控制策略的理论依据和技术路线。     

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．     

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。     

电液比例变桨距风力机节距角变化率研究

为了提高变桨距控制的功率稳定性和减小机组的振动,在空气动力学研究的基础上,设计合理的风力机变桨距桨叶节距角变化率.建立了真实的电液比例变桨距执行机构,并与风力机设计软件BLADED相联组建成数字式半物理试验台.在此试验台上,通过改变泵的输出流量产生一系列的节距角变化率进行变桨距控制试验.试验结果表明,当节距角变化率为8°/s～10°/s时,不仅能够满足功率控制的要求,而且桨叶塔架的振动幅值不大.     

风电机组气动载荷控制策略

针对风电机组在风切效应影响下,较大尺寸的桨叶会加剧风轮所承受的不平衡气动载荷问题,提出了基于改进离散模糊控制的同步变桨距和基于桨叶方位角权系数分配的独立变桨距联合控制策略.通过主动变桨距控制来实现风电机组输出功率的稳定,同时降低风轮所承受的轴向气动载荷.仿真结果表明,此联合控制策略在风电机组的额定工作区间,不仅可以使风电机组的输出功率稳定在额定功率附近,而且还可以有效地抑制其轴向气动载荷,也直接证明了所提出的控制策略的有效性.     

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。     

直驱永磁风力发电机最大功率跟踪的鲁棒控制

针对直驱永磁同步风力发电系统,考虑实际中存在的系统参数不确定性和外界干扰,研究了直驱永磁同步风力发电机最大功率跟踪控制问题。利用转子磁场定向矢量变换技术和鲁棒backstepping非线性控制技术及干扰抑制技术设计了一种鲁棒轨迹跟踪控制器,通过控制定子电流的转矩分量调节风电机转速,实现系统最大风能捕获和稳定运行。理论分析和与其他控制器的仿真比较结果均表明,所设计的控制器可以保证额定风速下系统参数存在不确定性和外部干扰时,风力发电系统仍能够实现安全可靠地最大获取风能的运行。