海上风力发电机组载荷控制方法研究

根据海上风力发电机组的运行特点,分析了海上风电机组的载荷来源及其特殊性,通过仿真探讨了空气动力载荷、海波载荷等对海上风电机组的影响,随机的非线性风载荷和波浪载荷等都将给海上风机安全控制提出较大挑战,本文针对性地提出了主动空转控制、塔架加阻控制、抗台风控制等降低海上风电机组运行载荷的控制方法,仿真结果表明上述载荷控制策略有效的降低了海上风力发电机组的载荷。     

风力发电机组的自适应转矩控制及载荷优化

针对变速变桨风力发电机组(variable speed variable pitch,VSVP)如何在低风速时最大限度捕获风能以及在额定风速以上降低传动链载荷进行研究。低风速时在研究了传统风能追踪控制策略的基础上,文中提出通过改变最优增益系数来追踪最佳风能利用系数的自适应转矩控制策略。同时针对风力发电机组传动链的扭转振动,提出了基于发电机转速反馈滤波的转矩纹波控制方式。以2MW变速变桨风力发电机组为验证对象,基于Blade软件平台对所采用的控制策略进行仿真研究。结果表明：所提出的自适应转矩控制策略能够更好的追踪最大功率点,同时采用转矩纹波能够降低传动链载荷     

变速风力发电机组的变桨控制及载荷优化

针对额定风速以上,如何抑制变速风力发电机组因反馈信号滞后引起的输出功率波动以及机组载荷等控制技术问题进行研究。在研究了传统变桨控制的基础上,提出基于风扰动的前馈补偿控制与传统PID反馈信号相结合的变桨控制策略。通过MATLAB环境下进行仿真研究,结果表明:桨控制策略能够快速使风力机的输出转矩保持在额定转矩附近,减小风机转速波动以及风电机组传动链扭振,从而降低风电机组承受的气动载荷使得系统运行更加平稳。     

大型风力发电机转矩LQR控制及载荷优化

传统的风力发电机的控制方法在高于额定风速时,采用变桨距限制风轮转速,同时采用恒定的转矩控制电机转矩。恒定的电机转矩导致风力发电机传动链扭转阻尼比很小,使传动链扭矩大幅度的波动,甚至引起风力机结构的共振。针对该问题,建立了传动链基于状态空间的线性化模型,采用LQR（Linear Quadratic Regulator）方法设计风力发电机的转矩控制器,将传动链一阶扭转模态对应的闭环极点向虚平面的左侧移动,实现对传动链进行动态加阻。采用FAST的计算模块获得了风力发电机传动链的线性化状态空间模型,采用Matlab7.1/Simulink进行控制器设计并与FAST进行联合仿真。结果表明提出的控制方法有效地提高了传动链的阻尼,降低了风力发电机组关键零部件的载荷。     

风力发电机组偏航优化控制方法

为提高对风精度,提出了一种新型的偏航系统控制算法——ART2-C和ART2-W控制算法。该算法的核心是:当风向角在正负15°的范围内变化时,采用改进的神经网络ART2-N与爬山算法相结合的控制算法,即ART2-C算法。而在大范围内变化时,则采用改进的神经网络ART2-N与风向标结合的控制算法,即ART2-W算法。并在MATLAB7.0中搭建了仿真平台,给出了程序流程图,仿真验证了该算法的可行性和有效性,提高了对风精度和系统的机械寿命,以及增加了系统的输出功率。     

变速变桨风力发电机组的桨距控制及载荷优化

讨论了大型变速变桨风电机组在额定风速以上如何减小系统超调量以及降低机组载荷。根据风电机组的强非线性特点,采用基于模糊免疫PID的桨距控制策略,以减小发电机转速波动,改善功率品质。针对风电机组的塔架前后和侧向振动以及传动链扭转振动,提出了桨距、转矩阻尼滤波和加速度反馈等控制方式。通过Bladed外部控制器模块编程并进行仿真,结果表明所提出的控制策略能够改善变桨距控制的动态特性,降低关键部位载荷。     

变速变桨风力发电机组的桨距控制及载荷优化

讨论了大型变速变桨风电机组在额定风速以上如何减小系统超调量以及降低机组载荷.根据风电机组的强非线性特点,采用基于模糊免疫PID的桨距控制策略,以减小发电机转速波动,改善功率品质.针对风电机组的塔架前后和侧向振动以及传动链扭转振动,提出了桨距、转矩阻尼滤波和加速度反馈等控制方式.通过Bladed外部控制器模块编程并进行仿真,结果表明所提出的控制策略能够改善变桨距控制的动态特性,降低关键部位载荷.     

大型风力发电机组无模型独立变桨载荷控制

高风速时,为平衡大型风力机所受推力载荷,利用无模型控制不依赖系统数学模型的特性,针对难以准确建模的非线性风力机组,推导了风力机无模型输入输出关系方程。通过利用输入输出实测数据,在线递推估计风力机待估参数,给出了在线估值算法,导出了无模型独立变桨控制律的形式。在Matlab/Simulink上搭建了一3 MW风力机组仿真平台,验证了无模型控制律的正确性和有效性。与传统PI独立变桨距载荷控制相比,在随机风和突变渐变风下,所给出的无模型控制方法,既能使载荷得到较好平衡,又能使风力机桨叶动作频率、幅度小。     

海上风力发电机组安装技术分析

近年来,我国海上风力发电取得了巨大的综合效益.为进一步促进海上风力发电实现良好发展,要高度重视海上风力发电机组的安装,运用先进、有效的安装技术,确保发电机组实现良好运行,大幅度提高海上风力发电质量和发电效率.文章结合相关案例项目和吊装设备的基本情况,探究海上风力发电机组安装技术,以期为海上风力发电机组安装提供参考.     

基于神经网络风力发电机组载荷优化控制策略研究

为减轻大型风力机叶片在工作过程中受到的空气动力载荷均值,提出一种基于神经网络的风力机载荷优化控制策略。基于神经网络在线建立了风力机载荷数学模型;在功率控制的基础上,以减小载荷为目标,利用梯度法计算出控制量的修正量,从而实现功率与载荷综合优化控制的目的。将该控制策略应用于2 MW风机的非线性模型,用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真实验结果表明,对比传统PI控制器,该控制策略能有效降低风机叶片的空气动力载荷均值。     

大型风力发电机组故障诊断方法综述

故障诊断技术是保证风场运行效率并降低风场运营成本的关键。对风电机组故障诊断技术进行综述,按照基于定性诊断、定量诊断的分类方式,针对现有风电机组故障诊断方法并结合故障诊断系统进行分析。对每一类现有故障诊断方法再次归类,指出这些方法的基本思想、适用条件和应用范围以及优缺点,并探讨了风电机组故障诊断技术未来可能的主要发展方向。     

海上风力发电机组载荷控制方法研究简

根据海上风力发电机组的运行特点,分析了海上风电机组的载荷来源及其特殊性,通过仿真探讨了空气动力载荷、海波载荷等对海上风电机组的影响,随机的非线l生风载荷和波浪载荷等都将给海上风机安全控制提出较大挑战,本文针对性地提出了主动空转控制、塔架加阻控制、抗台风控制等降低海上风电机组运行载荷的控制方法,仿真结果表明上述载荷控制策略有效的降低了海上风力发电机组的载荷。     

海上垂直轴风力发电机组结构分析研究进展

对海上垂直轴风力发电机组结构分析中的关键问题进行了系统评述,包括气动模型、风浪耦合、风机基础、结构分析等。梳理了海上垂直轴风力发电机组结构分析的历史脉络和逻辑脉络,总结了其在研究发展过程中具有代表性意义的若干模型,并阐述了海上垂直轴风力发电机组结构分析的发展趋势。     

风力发电机组控制策略优化分析

针对李汉梁风电场有功出力不佳的情况,根据风电场实际工况,对影响风力发电机组功率曲线的相关因素——风速及空气密度进行了修正。修正后的功率曲线测试结果表明:在4~18 m/s风速范围内,实际功率曲线都能很好地跟踪到理论功率曲线。之后对全场风机控制策略进行优化,在额定风速以下,动态调整最优模态增益值;额定风速以上,将控制方式改为恒功率控制。从优化前、后的测试结果可以看出,全场发电量同比增加约8%,解决了在额定风速以上风电机组不能满发的问题。     

海上风力发电机组的基础形式

我国的海上风电场建设近年来发展迅速,而风电机组的基础是海上风电场建设的重要一环。文章介绍了海上风电场建设中风电机组的各种基础形式及其各自的适用情况和优缺点,为海上风电场的建设提供了参考。     

风力发电机组优化变桨距控制研究

风速变化的随机性和风力机叶轮巨大的转动惯量导致风力发电机对风速突然变化的动态响应通常都是时间滞后的,这可能会使叶轮转速和输出功率出现较大波动。基于线性二次高斯（LQG）优化控制理论提出变桨距优化控制方法,与传统的PI变桨距控制相比,可以抑制叶轮转速和功率波动。以2 MW变速变桨风力发电机组为实验对象,采用FAST-MATLAB/Simulink联合软件平台分别对LQG优化变桨距控制和传统PI变桨距控制进行仿真分析,证明LQG优化变桨距控制在抑制叶轮转速和功率波动方面的有效性。     

海上风力发电机组抗台风概念设计

为提出适合我国国情的抗台风设计方法,首先给出了台风极值风速大、非平稳性强、风向变化快、与巨浪同步等基本特征,分析了海上风力发电机组在台风作用下常见的失效模式,其中以整体倾覆、塔筒失效、叶片破坏居多。在此基础上,探索了抗台风设计的基本理念,认为抗台风设计应避免颠覆性破坏,并力争实现基于可靠度的抗台风设计。进一步地,提出了相应的抗台风举措,其中引入振动控制技术、采用钢筋混凝土塔筒等措施效果较为理想,可为我国海上风力发电机组抗台风设计提供参考。     

大型风力发电机组轮毂强度数值分析

基于德国劳埃德(GL)认证规范,对某1.5MW风力发电机组的轮毂做了强度及疲劳分析。通过计算分析,找到了轮毂在各种工况下的应力分布规律和疲劳影响因素。在此基础上,总结了基于GL规范进行风力发电机组关键零部件设计与分析的方法。