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。     

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.     

双容水箱液位控制的硬件在回路仿真系统

采用SIMULINK软件、Quarc软件和Quaser公司生产的Q4数据采集卡,建立了双容水箱硬件在回路仿真系统.该系统主要由两台数字仿真服务器构成,一台服务器运行双容水箱SIMULINK仿真模型,借助于Quarc软件实时计算出上下水箱的液位变化,另一台服务器运行由SIMULINK搭建的控制器,两台服务器之间通过Q4数据采集卡进行通讯,从而实现闭环控制.实验结果表明:该硬件在回路仿真系统运行具有良好的实时性,仿真过程形象、直观.     

基于神经网络的风力发电机组变桨距复合控制

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,提出了一种基于神经网络的分段复合控制方法进行变桨距控制,以解决风力发电系统的多干扰、时滞性、非线性等控制问题。该方法利用神经网络进行模型辨识,再依据运行工况分别进行模型预测控制和前馈控制,不但解决了风力发电机组系统模型难以精确建立的困难,而且去除了可测量的主要外扰——风速随机变化对系统动态控制品质的影响,从而提高了变距系统的响应快速性和抗干扰能力。最后,利用考虑尾涡效应的机组动态模型作为应用实例对复合控制方法进行仿真,结果表明提出方法的有效性与实用性。     

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。     

并网型变速风力发电机组的控制技术与策略

阐明了为最大限度利用风能，并网型变速风力发电机组所采用的控制技术和策略；给出了风速在不同阶段，并网型风力发电机组的控制途径；分析了ISC、DSC、双重控制、OPDC、DAC和PI控制以及智能控制的方法及其构成；指出了各种控制技术和策略的优缺点以及今后的发展方向。     

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。     

兆瓦级风力发电机组的模态分析

为确保兆瓦级风力发电机组的稳定运行,采用了ANSYS通用有限元软件对其进行了模态分析,并对风力发电机组模型进行了合理的简化及边界条件的选择.采用壳单元对筒形塔架进行分析;在塔架可能出现应力集中的区域或应力梯度高的区域单元布置较密网格,在应力变化平缓的区域布置较稀疏网格;叶片的刚度采用等效刚度来代替.分析结果表明,兆瓦级风力发电机组的固有频率没有与风轮的激励频率重合,在该设计条件下可以实现稳定运行.     

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.     

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。     

风力发电工程对环境的影响

风力发电具有公认的环保优势,但风力发电工程对局部生态环境及自然景观等影响也日益受到人们的关注,主要体现在风轮机的视觉污染（或自然景观问题）、噪音、鸟类安全及电磁干扰等方面．风电场对环境的影响比单台风轮机对环境更大．风电场建成后再来消除或减轻不良影响将会付出高昂的代价．因此,在风电场规划、设计阶段,就应该充分考虑风力发电工程可能对环境造成的各种不利影响,并采取必要措施将其降至可接受的程度．     

基于LabVIEW风力发电系统中风场的模拟

为了更好地对风力发电系统性能进行监测,风场作为风力发电模拟系统中的关键环节,有必要对其模型进行研究.采用由基本风、阵风、渐变风和随机风4部分组合的风速数学模型,且每部分都用简单的数学公式建模,再利用LabVIEW语言对每部分及整个组合风速的数学模型进行仿真.经验证,该方法能够为实验室风力发电模拟系统的建立提供良好的基础,可以较好地反映自然风速的情况.     

600MW火电机组激励式DCS仿真系统的研究与实现

介绍了一种可进行电厂运行人员和热工检修人员培训的多功能的600MW火电机组的激励式DCS仿真培训装置。仿真机的激励式DCS仿真系统在软、硬件方面均与实际机组采用的DCS系统完全一致,可实现实际系统控制组态和监控画面直接下装到仿真装置并应用于仿真培训。为了实现电厂操作人员的运行培训和热工人员的控制系统的热工试验培训,该仿真机以STAR-90仿真支撑系统软件为平台,研制开发了激励式DCS仿真系统控制软件,以此实现了激励DCS仿真系统和纯仿真控制系统单独或并列运行,达到了同时进行电厂热工维护和运行人员的培训目的。本仿真系统已成功应用于某电厂的仿真培训并取得了较好的培训效果。     

基于HLA的车辆半实物仿真中精确定时方法

在基于高层体系结构(HLA)标准设计车辆半实物仿真平台的体系结构中,为了解决仿真中遇到的实时性问题,分析Windows中的各种精确定时技术.利用VC++编制的测试程序,结合DSP硬件和数字示波器分别对Windows中定时技术的定时精度进行测试.通过在基于HLA的管理者联邦成员中添加高精度定时器来实现仿真步长的控制,改善了基于HLA仿真系统实时性性能不足的问题,在仿真周期内没有出现数据包丢失和数据传输延迟的问题,保证了系统数据通讯的同步要求.     

应用高阶统计量对风电场风速建模与仿真

研究风力发电仿真首先要研究风能特性的仿真。针对某风电场实测风速标本进行了基于高阶统计量时间序列的风速建模与仿真,不但解决了统计学风速模型不易实现且无法建立多种变化风速模型的问题,而且高阶统计量理论的应用消除了传统时间序列风速建模中把自然风完全等同于理想高斯过程所带来的误差,同时去除了测量噪声的影响。     

风力发电仿真系统中模拟风轮机的理论研究

研究了在风力发电仿真系统中考虑到风轮机输出特性的模拟风轮机的新方法。风轮机的转速变化不仅与风速有关,而且与发电机联接的负载情况有关,除了说明风速以及风轮机特性对转速有影响以外,还指出发电机转矩对转速有反馈影响,同时采用了仿真的方法证实了模拟风轮机的运行特性与实际风轮机运行特性的相似性。此外,模拟风轮机优先采用了最大功率点跟踪技术,并且通过实验验证了最大功率点跟踪技术的有效性。     

风电与燃气轮机互补发电系统发电特性分析

详细分析了采用大型风电场与燃气轮机组成的互补发电系统的总电力输出特性.基于互补发电系统的基本原理，推导了互补系统发电特性参数的计算公式.根据在新疆达坂城采集的风速数据和风电场整体功率曲线模型，计算了这个风电场的总发电量和容量系数等参数.依据互补发电系统燃气轮机的运行规划和燃气轮机部分负荷效率曲线，计算了燃气轮机的总发电量、天然气消耗量和容量系数等参数.根据互补发电系统的互补特性，计算了整个互补系统的总发电量和容量系数等特性参数.分析了风电场的不同风能资源特性对整个互补发电系统的影响，为在新疆地区实现这种互补发电系统提供经济分析的基础.     

悬臂梁单晶压电振子发电的理论建模与仿真

为了解决电池为低功耗电子产品供能存在的诸多问题,对悬臂梁单晶压电振子的发电能力进行了研究.根据压电理论和热平衡原理,建立悬臂型单晶压电振子发电能力的数学模型,并对金属基板材料、基板厚度与压电片厚度对压电梁发电能力的影响进行了数值模拟与有限元仿真分析.研究结果表明,建立的数学模型与有限元仿真分析结果一致,压电片与基板材料存在一个最佳厚度比使得压电振子的输出电压达到最优,且最佳厚度比随着基板材料弹性模量的增大而增大,当基板材料分别为铝、磷青铜、多晶硅和钢时,单晶压电振子所对应的最佳厚度比分别为0.4、0.5、0.55和0.65,最后对以磷青铜为基板材料的压电振子进行了实验测试.实验结果表明,当压电片与基板厚度比为0.5时,压电振子输出功率最大,验证了理论分析的正确性.     

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。     

风电场发电功率短期预测组合模型研究

随着风电机组装机容量的持续高速增加以及大规模风电场的建设,各个国家(地区)的电网对风电的重视程度也在增加,风电场发电功率的短期预测对于风电场并网以及电网的调度起着至关重要的作用。提出基于相空间重构理论RBF神经网络功率预测模型,通过判断功率时间序列的混沌属性,还原其规律性,以达到提高预测准确度的要求;结合时间序列模型,建立了组合预测模型。通过对结果进行对比分析,显示组合模型可以得到较高的短期发电功率预测准确度,更好地满足实际现场需要。