基于多普勒测风激光雷达偏航矫正增功研究

风能作为一种清洁能源,越来越受到人们的重视,充分利用每一份风能是我们追求的目标。随着激光测风雷达技术的发展,其在风电领域的应用也越来越多。从测风激光雷达的测风原理出发,阐述了其在测风方面的优越性,探究了风向偏差对风机发电功率的影响;将激光雷达测风数据和传统测风数据进行了数据对比,研究了两种测量数据的对风偏差和离散性。研究结果表明,激光测风雷达能够较好的对现有测量误差进行动态矫正,风机进行动态矫正后,风机对风偏差大大降低,有效提升了风机的发电量。     

基于Fluent和LSTM神经网络的超声波测风仪阴影效应补偿研究

超声波测风仪因其结构坚固,维修成本低等优点,在气象、生活及农业等领域有着广泛应用。但由于其结构特点造成的阴影效应,会导致其风速测量精度下降,是当前测风领域中不可忽视的问题。针对该问题,提出一种基于Fluent软件以及LSTM长短期记忆神经网络的超声波阴影效应的补偿算法,对不同风速风向以及不同温度下的阴影效应进行补偿。利用Fluent仿真得到样本数据完成LSTM预测模型训练;基于Fluent仿真数据对SVR和MLR等模型与LSTM模型对超声波测风仪阴影效应进行对比实验,验证LSTM算法模型的有效性及优越性;通过风洞数据对LSTM神经网络修正算法的可行性进一步验证。实验结果表明:该算法可对阴影效应所造成的误差进行有效补偿,其精确度得到显著提高,为减小超声波测风仪的阴影效应提供了一定的参考价值。     

风翼式固态测风仪的研究与开发

在分析和比较传统测风传感器的基础上,研究开发了新型的测风传感器——风翼式固态测风仪。风翼式固态测风仪综合运用世界气象组织推荐的固态测风技术和嵌入式技术,实现了风速、风向以及温、湿度数据的实时采集、存储和动态显示。     

基于C8051F120的高精度全天候超声测风仪的设计

本文在传统超声波测风仪的基本原理上,通过测量介质中温湿度数据并且进行有效的调节,进而补偿雨雾等环境因素影响,设计了一种具有温湿度传感器的全天候超声测风仪。文中详细阐述了超声测风仪的方法研究和系统结构,通过实验证明该装置可以实现全天候精确测量风速与风向,测量误差2%,为在恶劣环境下超声测风的应用提供了有效的设计方法。     

基于模糊控制和功率控制的风电偏航研究

就整个风电系统来说控制技术是机组高效稳定运行的关键,而偏航控制系统是水平轴风电机组控制系统的重要组成部分.风力发电机的偏航系统是一个典型的非线性系统,且难以建立精确的数学模型.针对风向变化的随机性和不确定性等特点,将模糊逻辑控制技术和功率控制相结合设计了控制器,实现了对风过程可控,能够准确跟踪风向,完成了最大捕获风能的控制策略.利用MATLAB进行仿真,证明所确定的方法符合偏航系统的控制要求,由仿真图可以看出,效果良好,具有较高稳定性、可靠性等.     

基于CFD和BP神经网络的超声测风仪阴影效应补偿研究

风速风向是气象观测的关键性参数,阴影效应对超声测风仪测量风速风向有显著影响.为了消除不同风速风向和温度条件下阴影效应导致的测量误差,结合超声波时差法测风原理提出了一种基于计算流体力学(CFD)仿真和反向传播(BP)神经网络数据处理的阴影效应补偿方法.首先通过CFD仿真软件Fluent对超声测风仪的风场进行模拟分析,获取了受阴影效应影响的风速、风向以及温度样本数据,然后利用这些样本从减小相对误差方面对BP神经网络算法在超声测风仪中应用的性能进行了研究与分析,最后利用超声测风仪风洞实验的测量数据对本文的阴影效应补偿方法的准确性进行了验证.研究结果表明:通过基于CFD和BP神经网络的预测模型对阴影效应进行修正后,测试系统风速风向的测量精度有显著的提升,可满足高精度超声测风的测量需求.本文的研究结果对于高精度超声测风仪的研制有一定的参考价值.     

基于FPGA的测风激光雷达功率谱估计系统设计

为了从测风激光雷达回波信号中获il取i大气径i向风速信息,本文设计了一套基于FPGA的测风激光雷达功率谱估计系统。系统采用14位250MSPS的AD芯片进行高速采样,以X部触发、数据存储、功率谱估计以及数据通信等系列功能。通过对系统进行功能仿真和实验验证,对比分析出其功率谱估计与MATLAB计算结果最大相对误差在10-4量级,验证了本系统设计的正确性和可靠性。     

高精度超声波测风仪的设计

设计了一种能用于低空风速风向测量的新型超声波测风仪。给出了超声波测风的基本原理,并对系统采用的互相关时延估计算法进行了分析,详细描述了超声波测风仪的系统结构和时序控制。实验证明:该系统可以精确测量风速与风向,并具有频响快、工作可靠等特点,可以用于机场区域低空风场情况的实时监测。     

减小风机偏航刹车液压系统液压冲击方法研究

针对风力发电机偏航液压系统刹车泄压时设备易受管道压力突变而产生故障的问题,分析和研究了产生液压冲击的根本原因,从理论上给出几种减小压力突变的方案.通过对泄荷压力变化曲线,对换向阀口的开度,PWM控制阀调节特性,换向阀并联等方案进行理论和仿真分析.仿真结果证明,三种方法对偏航刹车液压系统的液压泄压压力曲线有明显的改变,在一定程度上可以减小压力冲击对设备的损害,可为工程实际应用提供技术参考.     

一种风力发电机组机舱风速修正方法

风力发电机组叶轮后风速因受到叶轮遮挡,以及湍流、尾流等因素的影响,机舱风速仪测得的风速不足以准确反映风力发电机组的功率特性.为此,提出了一种风力发电机组机舱风速修正方法.该方法首先基于风力发电机组的控制策略对机舱风速进行分段,然后通过机舱风速与来流风速的相关性分析,确定拟合函数的类型,最后利用最小二乘法分段拟合得到试验机型机舱风速与来流风速的修正函数.通过实例验证表明:修正之后的风速误差更小,具有一定的实用性.     

Profibus-DP在MW级风力发电机组控制系统中的应用

介绍了MW级风力发电机组控制系统设计要求及工业现场总线控制系统的特点。在此基础上提出了在MW级风电机组主控制器与变频器和液压系统之间通过Profibus-DP总线构成现场总线控制系统的方案,并详细论述了该方案中Profibus-DP网络的构成、组态、参数设置和通讯程序的编制。     

基于PC104的风电机组在线振动状态监测系统

为及时、准确地发现和处理风电机组故障问题,分析和预测出从故障征兆出现到彻底失效的时间,更好地保障风电机组的正常运行,设计一种基于PC104的风电机组在线振动状态监测系统.     

基于单片机的风速风向检测系统设计

介绍了一种风速风向传感器原理,选用LPC921单片机设计了数据采集和数据传输的检测系统,给出了系统硬件电路图和软件流程图,分析了硬件设计和软件编程中的一些问题。     

基于分数阶内模控制的风力机叶片颤振研究

针对风力机叶片颤振系统,提出了一种结合分数阶(Fractional Order)控制与内模控制(Internal Model Control,IMC)的新型颤振控制方法.利用分数阶滤波器设计了分数阶内模控制器,基于闭环动态特性指标,如相位裕量和截止频率,实现对控制器参数的自整定.通过仿真实验对比证明,针对风力机叶片颤振控制,所设计的控制方法优于传统PID、内模PID控制方法,不仅减少了控制参数,而且提高了动态特性和鲁棒性.     

基于UIOs的风力机传动系统多故障诊断

风力机故障诊断通过对机组运行数据进行提取、估计,以辨别出故障并获得故障信息.但目前风力机故障检测大多考虑单个故障发生的情况,而实际工程中无法避免多故障同时发生.通过设计未知输入观测器组,解决了风力机传动系统执行器和传感器的多故障诊断及隔离.针对不同故障类型各设计一组未知输入观测器.观测器组中的每个未知输入观测器产生一个残差信号,该残差不敏感于相应故障,但敏感于其他故障.通过对比观测器组中的残差信号可实现单一或多故障诊断.建立风力机传动系统故障模型,仿真分析得出该方法具有可行性.     

风速风向传感器在风机控制中的应用与研究

研究了多种风速传感器测量风速的原理,比较了各种风速传感器测风速的特点,分析了风力发电对风速测量的要求。并且通过对风杯式风速计测风速的误差分析,得出利用三杯式风速传感器是比较适用于控制风力发电机发电的。并且提出了一种对风速数据处理的新方法,使其更好的用于风力发电的控制。对风力发电控制技术的发展具有重要意义。     

风力机偏航控制策略及系统设计

采用爬山控制算法控制风力机偏航机构,与常规的偏航控制系统必须依赖风速风向传感器不同的是,该方法不需要风速风向传感器装置,只要测量风力发电机的输出电压和电流,根据风力机输出功率的变化,不断寻找最大功率点,由DSP控制器发出指令调节偏航电机的起停和转向,通过减速传动装置,从而快速有效的控制机舱始终处于迎风状态。文中给出了1.5MW双馈风力机偏航控制系统的软硬件设计,用PSCAD软件进行了仿真。采用DSP控制器,实时性好,数据处理速度快,采用大的传动比,使得机舱具有对风快速、平稳特点。     

变桨距风力发电系统模糊控制

首先根据风力发电机的各个部分数学模型,用Matlab/Simulink进行模型搭建,然后根据功率变化设计模糊控制器对风力发电机的输出功率进行调整,并同PID控制器进行对比,仿真结果表明,模糊变桨距控制器具有良好的控制品质和鲁棒性。