基于交流异步伺服技术的风电机组变桨系统

介绍了风力发电机组变桨控制系统的工作原理和基本组成,分析了目前风电机组变桨系统采用的伺服系统,进而提出了符合技术发展趋势的基于交流感应伺服技术的风电机组变桨控制系统方案,对适用于风电变桨系统的交流感应伺服系统的特点进行了探讨,对交流伺服驱动器故障时的辅助控制措施提出了解决方案,该变桨系统方案已应用于某国产风电机组变桨控制系统.     

风电机组变桨系统的研究

随着风电技术近几年快速的发展,风电机组的尺寸和容量也在不断地增大,变桨系统对风电机组的安全性和运行性能越来越重要。本文介绍了风电机组变桨系统的工作原理,分析了其运行工况和控制策略,研究了两种不同形式的变桨系统。     

基于遗传算法的神经网络优化在系统辨识中的应用研究

在基于神经网络的系统辨识中,传统辨识方法易陷于局部寻优,或在优化过程中忽略了网络权值和结构的关联性而进行单一优化,这都难以建立精确模型。针对此问题,本文采用遗传算法浮点数编码的方式,同时优化神经网络权值及拓扑结构,设计评估综合性能的适应度函数,求出最优解。最后通过试验仿真,证明此方法的可行性。     

基于遗传算法的模糊神经网络在动态系统辨识中的应用

复杂不规则系统的语言建模构成了许多控制／决策系统的核心问题,模糊逻辑是进行语言建模最有效的方法之一。本文介绍了一种基于模糊逻辑、神经网络和遗传算法的语言建模方法,并给出了新型的混合学习算法,即：首先由自组织算法确定出模糊神经网络的初始隶属度函数;其次由最大匹配因子学习算法完成模糊规则确定;最后提出了一种改进的遗传算法用来优化调节已经获得的隶属度函数。通过具体的仿真实例说明了所提出的建模方法在动态系     

基于模糊RBF神经网络的风电机组变桨控制研究

针对大型风力发电机变桨控制受外部干扰和参数变化大、造成输出功率不稳定的问题,提出一种智能控制的算法,在RBF神经网络基础上增加模糊算法,利用模糊RBF神经网络实时在线调整PID参数。当实际风速偏离额定风速时,科学调整风机桨距角,使风机所获得的空气动力转矩发生变化,从而在额定功率附近保持风力机输出功率的相对稳定。据此搭建了风电机组各模块的数学模型,并在MATLAB/Simulink上搭建了仿真模块。实验结果表明：基于上述的方法控制效果相比于传统PID控制和常规RBF神经网络PID控制,响应更快、风能利用系数性能超调更小、功率输出更稳定,更有利于风力发电机组的系统稳定性。     

采用遗传算法提高神经网络模型辨识的精度

通过对简单ＧＡ的改进，提高神经网络模型辨识的精度与训练速度。同时克服神经网络易陷入局部极小值的缺点。使用实数编码，以神经网络的权值串级成个体。以数值优化计算的方便和精度为准则，并把相应的遗传操作改造成适合实数操作的形式，从而达到此单纯采用神经网络的反向传播法更加快速和高精度的目的。     

无模型控制器在风电变桨控制系统中的应用

由于风速、风向的随机性导致风力发电变桨距系统具有非线性、强耦合、大时滞等特点,难以准确建模。为改善系统动态性能,保证发电机输出功率恒定,将无模型控制器引入到风力发电变桨系统中。采用MATLAB软件的Simulink工具构建该模型并仿真。结果表明,在高风速段和额定风速附近,发生相同的风速变化值,无模型变桨控制系统通过桨距角的不同调节可以很快实现发电机的恒功率输出。另一方面,本文将该控制系统应用于风力发电机组运行测试,其运行结果与模拟结果一致。因此,本文设计的无模型变桨系统控制效果良好,优化了风电系统的稳定性。     

基于变桨速率给定信号的变桨系统响应测试分析

为了更好地设计大型风电机组变桨系统控制器参数,有必要研究变桨系统在风场实际运行中的动态特性。在理解变桨系统运行原理的基础上,通过对变桨阶跃测试和变桨正弦波测试方法的深入分析后,本文提出了基于变桨速率给定信号的一种测试方法。通过对现场数据的分析和仿真,验证了测试方法的准确性、合理性,为变桨系统控制器参数的设计提供参考,从而保证了变桨系统的可靠性。     

风电变桨直流伺服驱动器的研制

针对风力发电变桨系统的需求和永磁直流伺服电机的调速原理,对直流伺服驱动器的控制策略和控制电路进行了研究。在此基础上,研制了1台7.5kW的直流伺服驱动器,并进行了相应的实验研究。该驱动器在传统的双闭环直流调速系统和PI调节器的基础上,增加了转速前馈、电流前馈和死区补偿等动态校正补偿环节。实验结果表明了该控制策略的先进性,其中电流内环的带宽达到了350Hz,整个系统的动态响应也完全达到了风电变桨系统的要求。     

基于遗传算法的闭环系统辨识方法

研究了有色噪声扰动下闭环系统辨识问题,并给出了基于遗传算法辨识闭环系统参数和时延的适应函数和实行步骤。利用该方法能够获得闭环系统参数的无偏估计,同时获得闭环系统的时延,并具有计算稳定无理鲁棒性强和辨识精度高等优点,仿真结果说明了该方法的有效性和使用性。     

风电变桨轴承螺栓紧固自动化系统研究

随着风力发电机组功率等级增加,变桨轴承的尺寸逐渐增大,安装操作和质量控制的难度相应增加;尤其面临海上恶劣复杂运行环境,变桨轴承的质量问题将给维护带来极大困难和挑战.目前国内主要采用人工对变桨轴承螺栓进行安装和紧固,人工紧固存在诸多不可控因素,难以实现精准控制.本文提出了一种利用机器人系统自动化紧固变桨轴承螺栓的方案,实现精准控制和提升机组质量的目的.     

蚁群算法在风电机组变桨控制中的应用

运行在额定风速以上区间时,变速变桨风力发电机组采用恒功率变桨控制方式,由于额定风速至切出风速之间的风速变化范围大且迅速,使得功率波动较大且频繁,传统PID变桨控制器难以达到很好的控制效果。本文提出的蚁群PID变桨控制器,利用蚁群算法的寻优特性来优化PID参数,使得恒功率变桨控制系统更具自适应性和鲁棒性。分析了风机的恒功率变桨控制,然后给出了蚁群算法优化PID参数的策略以及具体实现步骤。仿真与实验结果验证了蚁群PID变桨控制器的良好动态性能,其有效地减缓了额定风速以上风机的功率波动。     

基于MISG算法的风力发电机液压变桨系统故障诊断

针对受状态延时影响的风机变桨系统故障诊断,提出了一种基于多新息随机梯度(MISG)的故障诊断方法。该方法将复杂系统转化为状态空间模型,并建立系统辨识模型。将新息标量扩展成新息向量改善算法精度,利用系统发生故障引起参数改变的特征,算法对风机状态延时变桨系统完成参数估计,将系统故障诊断问题转换为系统辨识问题。仿真所得结果验证该方法可以达到诊断风机状态延时变桨系统故障的目的。     

兆瓦级风力发电电伺服独立变桨控制系统的设计

设计一种基于多套备用电源的电伺服独立变桨系统,首先描述了该系统的系统结构设计及其特点,然后根据变桨速度和力矩的要求设计了伺服驱动系统,并根据备用电源的工作特点对备用电源的电压和容量进行了设计计算.实验结果表明,该系统具有较高的响应速度和控制精度,完全满足兆瓦级风力发电系统对于桨叶控制的要求,具有较高的可靠性和安全性,有着良好的应用前景和使用价值.     

双馈变速变桨风电机组的结构分散化控制方法应用研究

针对双馈式变速变桨风力发电机组在运行中的不确定性、非线性、多变量、强耦合、时滞等特性,对其控制技术进行研究,建立起了变速变桨风力机组结构分散化模型,它由4个单元模型、2条因果链和2支链间关联的模型构成。在此模型的基础上,根据链系统的预估机制和控制方案,给出了以风力机转速和风轮输出转矩为受控量的关联系统的结构分散化控制算法。仿真结果表明,与传统的PI控制方法相比,该新型控制系统应用于双馈式变速变桨风力发电机组的过程控制,不需要进行繁琐的PI参数整定,稳定性、抗干扰和容错能力较好,具有重要的实际意义和应用价值。     

基于TMS320F2812的电动变桨系统控制器的设计

以国电电力太仆寺旗蜗牛山风电厂3 MW风电系统为研究背景,针对兆瓦级风电机组电动变桨伺服系统的功能要求,以TMS320F2812为核心,对电动变桨控制器的软硬件进行了研究与设计。实验表明,本设计完全满足对电动变桨控制系统中的伺服电机的变频调速进行有效的控制的要求。     

基于机会维修模型的风电机组变桨系统优化维修

风机变浆系统故障高发,通过对风机变浆系统故障的研究,发现由电气滑环引起的通讯故障频率最高,且维修费用占总运行成本比例较高,因此,针对通讯故障和电器滑环两部件系统,提出机会维修策略,以经济性为目标,优化了机会维修役龄和预防性维修役龄,实现了高额停机费用的分摊和成本的节约。通过仿真结果分析,机会维修策略比传统役龄维修策略和优化役龄维修策略更好地实现了成本的节约,具有较高的实际应用价值。     

基于遗传算法的超临界机组模型的参数辨识

以某厂1 000MW超临界机组为研究对象,采用实数编码自适应遗传算法对其模型进行了参数辨识,得到目标函数的全局最优解.所得传递函数能较好反映机组在额定工况条件下的动态特性,其结果为超临界机组协调控制的设计打下了基础.     

兆瓦级风电机组变桨系统的设计与应用

详细分析了变桨距系统的设计原理和组成,并在此基础上以非线性PID算法为控制核心,用Profibus总线和CAN总线通讯,以超级电容作为后备电源,设计了兆瓦级风电机组变桨距系统,对变桨系统软件开发所涉及的运行模式划分为5类,并将研究结果应用于国内某风场,结果表明该系统满足风电机组对变桨系统位置和精度控制的要求。