变速变桨距风电机组的高风速变桨距控制

变速变桨距风电机组由于主要部件风轮机的高度非线性,导致在高风速下不能用常规的PI控制变桨系统.为解决该问题,对变速恒频顺桨调节类风电机组工作点进行了分析和研究,在高风速情况下采用了根据桨距角度的分段 PI 控制方式,在该方式的控制下,风轮机的变桨过程既能保证不同角度下的快速调整,又能保证 PI 控制系统的稳定性;并且最终通过自建的小功率风电试验平台,验证了分段 PI 控制方式的实现效果.试验数据验证了分析结果的正确性.     

兆瓦级变速恒频风电机组变速变桨距控制技术研究

根据风速的大小,将变速恒频风力发电机组整个并网运行阶段划分为4个区域,每个区域采用不同的控制算法.在额定风速以上,为应对极端风况,引入2个变桨控制器,分别对发电机转速和加速度进行控制.利用风力发电领域权威仿真软件--GH Bladed对控制算法进行了仿真验证.将控制策略应用在某风力发电场的双馈风力发电机组上,获得了较为理想的效果.     

风电机组中变桨距控制技术的应用研究

在分析电动变桨距控制技术的基础上,针对风电机组具有多变量、非线性等特点,对风电系统的控制采用模糊PID控制算法.该控制算法使发电机输出功率在不同风速下均能保持平稳.最后通过Matlab进行仿真,仿真结果表明系统具有良好的动态性能,而且静态误差小,具有一定的研究价值.     

兆瓦级风电机组变桨距系统的仿真研究

兆瓦级风电机组基本都采用了变桨距系统,本文首先研究了兆瓦级变桨距风机机组的控制策略,然后对变桨距机组的控制策略和采用永磁同步电机的变桨驱动器进行了仿真。     

基于能量传递函数法的风电机组液压变桨距系统的建模及仿真

液压变桨距系统作为风力发电机组的重要组成部分,对保证风电机组的正常运行起着至关重要的作用。能量传递函数法是在功率键合图基本理论基础上,提出的一种对多能量耦合系统进行建模的方法。本文利用能量传递函数法对变桨距液压系统进行建模,为风电机组变桨距控制策略的研究以及控制算法的改进提供了精确的对象模型。通过对仿真结果的分析,证明了这种建模方法的正确性和有效性。     

大型风电机组变速变桨距协调控制技术研究

随着风电机组单机容量增大,人们对于机组运行稳定性的关注也越来越高。变速变桨距协调控制技术被认为是变速恒频风力发电系统理想的控制方案。在欠负荷运行区域,为应对极端风况,引入变桨加速度控制器;在满负荷运行区域,引入了基于转矩和功率的混合控制算法,保证了机组的转速和功率的平滑性。利用风力发电仿真软件——GH Bladed对控制算法进行了仿真验证。将控制策略应用在某风力发电场的双馈风力发电机组上,控制效果良好。     

变桨距型双馈风电机组并网控制及建模仿真

变桨距型双馈风电机组在并网过程中,转子励磁控制虽然具有良好的定子电压调节效果,但是对转子转速缺乏控制。针对该问题提出了结合变桨距系统调整转子转速,共同完成并网的方案。由于双馈发电机并网前后的控制策略不同,分析了控制系统间无扰切换的方法。采用分开建模、分时仿真的思路建立了风电机组模型,实现了风机并网全过程仿真,研究结果证明了本文所提方案的有效性。     

变速变桨距风力发电机的模糊滑模变结构控制

针对现代风力发电机组的主力机型变速风力发电机组,建立了机理模型,对额定风速以上的机组变桨距控制,提出了模糊滑模变结构控制方案。该控制方案不仅可以在额定风速以上保持风力发电机组输出功率的稳定,还能有效提高系统运行的柔性。经仿真验证,模型和控制方案是合理有效的,系统具有较强的鲁棒性。     

风电机组变桨距系统的反推滑模控制

传统的变桨距控制器在风速快速变化的情况下难以达到良好的效果,为改善系统的动态性能并实现恒功率输出,提出了基于精确反馈线性化(EFBL)的风电机组变桨距系统反推滑模控制方案。该方案首先将原非线性系统模型进行全局线性化处理,再将滑模控制和反推控制结合设计出反推滑模控制器(BSMC)。该控制器既保证了风机在高风速下具有良好的稳定性,又避免了单独使用传统反推设计方法带来的计算过程复杂的问题。仿真结果表明,通过与传统滑模控制器(SMC)进行对比,该方案有效地改善了风电机组变桨距系统的控制性能,能够很好地稳定风电机组的输出功率。     

风电机组变桨距控制

定桨距是指桨叶根部与轮毂采用刚性联接,即桨叶的安装角(或称节距角)固定。定桨距风电机组常采用双速发电机,当低于额定风速时,低转速的小电机运行,以追求最佳的风能利用效率;当高于额定风速时,桨叶的攻角会增大,同时产生较大的涡流,使风轮效率降低,发生失速,以限制发电机的输出功率。定桨     

内模PID在风力发电系统变桨距控制器中的应用

针对风力发电系统数学模型复杂、时变性强、参数间存在耦合及受外部干扰严重等特点,基于内模理论方法,分析提出了一种适用于风机变桨距控制,且仅需要对滤波时间常数整定即可设计系统控制器的简捷内模PID方法,使系统在设计上可以不依赖于被控对象的准确模型,并使控制方法的实现得到了简化.基于该理论设计了变桨距控制器,并通过Matlab对系统进行了仿真,结果表明:控制方案可行,且使风力发电机输出功率维持最佳,系统鲁棒性好,抗干扰性强,对工业过程的复杂控制系统设计提供了一种参考.     

面向AGC的变速变桨风电机组有功功率控制策略

随着风电的大规模、高渗透率接入电网,未来的电网调度迫切需要风电电源具备传统电源的有功功率稳定输出特性和调节性能。为此,面向自动发电控制(AGC)的风机有功功率控制(APC)已经成为当前风电机组主控策略的研究热点之一。目前,APC的实现方法主要包括基于桨距角调节的功率控制(PAC)和基于转速调节的功率控制(RSC)。基于对风机能量平衡关系的分析,总结了上述2种APC策略的实现原理,并利用FAST软件对控制方法和控制指令进行了仿真比较。仿真表明:相较于PAC方法,RSC方法具有更为平稳的有功功率输出;而且在低风速时,由于利用风轮的动能缓冲,RSC方法能够有效减少变桨机构的动作频率和动作幅度;但在高风速时,2种控制方法都需要频繁的变桨。此外,功率指令的设定对于APC控制效果的影响也是不容忽视的。     

300kW可变速风力发电机的研制

本文通过300kW可变速风力发电机的开发，阐述了交流励磁可变速恒频发电机在风力发电领域应用的优越性，同时给出了此类电机的分析与设计方法。     

无刷双馈风力发电机变速恒频控制研究

根据无刷双馈风力发电机(BDFG)的结构与运行原理,分析了其在转子速d,q坐标系下的数学模型.采用恒压频比控制策略,在Matlab/Simulink下完成BDFG变速恒频(VSCF)发电的开环仿真研究,并基于双三电平变流器结构,以DSP TMS320F2812为主控制器建立实验平台,完成BDFG带独立电阻负载的VSCF...     

双馈感应变速恒频风力发电机控制系统研究

结合双PWM变换器、双馈感应发电机和矢量控制技术的优点,根据双馈感应发电机的数学模型,建立了双馈感应变速恒频风力发电机矢量变换控制系统框图,并对系统进行了实验研究,获得了良好的控制性能,得出该系统能够在变风速的情况下最大程度地获得风能,提高发电质量.     

交流励磁变速恒频风力发电机空载并网研究

随着风电机组单机容量的不断增大,发电机并网时的电流冲击已不能忽视,必须对并网控制技术进行深入研究.此处探讨了交流励磁变速恒频(AC-excited Variable-speed Constant-frequency,简称AEVSCF)风力发电系统的运行原理,研究了AEVSCF风力发电机与电网间的连接特性,即可通过励磁控...     

变速变桨距风电系统的功率水平控制

为实现风电系统的功率水平控制,该文基于奇异摄动理论和逆系统方法设计了一种非线性桨距角鲁棒控制器。该控制器由逆系统标称部分和鲁棒补偿部分组成,逆系统标称控制器可以使非仿射型非线性标称风机模型的输入-输出动态跟踪其参考模型动态;鲁棒补偿输入可以消除参数不确定性、风速检测误差和发电机转矩扰动对系统输出功率的影响。理论分析和仿真实验证明了该控制器的稳定性,结果表明,该控制器可以在风速波动时有效控制风电系统的输出功率水平,并且对参数化和非参数化扰动具有较强的鲁棒性。     

变速恒频双馈风电机组频率控制策略

传统的变速双馈风电机组解耦控制策略对于系统频率支撑作用微乎其微。文中在分析变速双馈风电机组参与系统频率控制特性的基础上,在传统变速双馈风电机组解耦控制中附加风电机组频率控制单元。控制系统包含频率控制、转速延时恢复、转速保护系统和与常规机组配合等4个功能模块。仿真结果表明,该控制策略不仅对暂态频率偏差具有快速的响应能力,而且能够使转子转速以更快的速度恢复到最佳运行状态,证明了基于变速双馈机组的风电场能够在一定程度上参与系统的频率控制。     

基于模糊控制的风力发电系统变桨距控制器的设计

在介绍和对比了国内外风力发电技术的研究和应用状况的基础上,以获得最大风能捕获为目的,提出了风力发电系统变桨距控制器的设计。针对风力发电系统数学模型复杂,受参数变化和外部干扰严重,具有非线性、时变、强耦合的特点,将模糊控制引入到风力发电控制系统中,用模糊控制器作为变桨距系统的控制器,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,使用模糊控制变桨距控制器的风力发电系统确实具有更好的动态性能、收敛速度和静态误差,从而为今后进一步研究奠定了一定的基础。