风力发电机组的变桨距复合控制

针对变桨距风力发电机组的强非线性和时滞特性,受参数变化和外部干扰严重,提出了基于前馈补偿和模糊PID的复合控制策略来实现变桨距功率控制.将模糊控制与常规的PID控制相结合,设计了模糊自整定PID控制器对控制参数进行在线调整.考虑风速是一个可测的主要扰动,设计了前馈补偿器,采用分段比例控制补偿一个适当的前馈桨距角,在额定风速以上时作用于系统,实现按扰动的快速补偿.变桨距控制系统采用S7-1200PLC作控制器,编写程序实现了变桨距复合控制.试验表明,系统抗扰能力强,控制效果良好.     

采用叶尖速比法和爬山搜索法相结合的风力发电系统最大功率点跟踪研究

在风力发电机控制中采用叶尖速比法,可以实现快速功率跟踪,但常由于风速测量值与实际风速值不一致,导致无法达到最大功率点。由于爬山搜索法不需要测量风速,所以采用爬山搜索法和叶尖速比控制法相结合来实现快速最大功率跟踪。当风速变化超过±1 m/s时,采用叶尖速比控制法,按测量风速计算出参考转速,迅速跟随,达到指定转速后,切换到爬山搜索法,实现精确的最大功率跟踪。在Matlab环境下,建立了永磁直驱式风力发电机模型,仿真分析了风速变化时,采用叶尖速比法和爬山搜索法相结合的方法能够实现最大功率快速而精确的跟踪,且具有很好的动态特性和稳态特性。     

风电场动态无功补偿方案研究

阐述了目前对于风电场内无功不足进行补偿的主要方式是在异步风力发电机端并联电容器组,随着电力电子技术的迅猛发展,这种补偿方式已经显现出明显弊端,提出将动态无功补偿装置应用到风电场中已经成为一种必然趋势,给出了风电机组模型、动态无功补偿装置模型;建立了并网风电场的仿真模型;将两种动态无功补偿装置分别应用到风电场中并进行了仿真对比。     

虚拟现实技术在风力发电机组检修中的应用

虚拟现实技术在逐渐运用到风力发电中,传统风力发电机组一般自然位置比较偏僻,不利于实际现场的风电设备检修培训。为解决这一问题同时提高风电检修人员的专业检修技能,运用3Ds Max软件对风力发电机组设备进行三维建模、动画制作,同时运用反距离权重差值算法将三维实体模型数据转变成三维空间虚拟场景的数据。将虚拟现实技术运用到风力发电机组设备检修中,突破了传统风电设备检修的瓶颈,使得抽象的风电设备形象具体化。同时通过运用Unity 3D引擎实现风电设备检修动画和文字的相融合,实现受训人员不去现场情况下,能够很好地完成风电设备虚拟检修。     

独立变桨条件下的风力发电机动态载荷优化及仿真分析

针对大型风电机组动态载荷分布不均问题,提出基于线性二次高斯控制的独立变桨控制策略,通过建立整机系统模型和线性二次高斯算法（LQG）控制器,利用SIMPACK软件与Simulink进行联合仿真,计算比较不同控制方式下风力机主要零部件所受的载荷。计算结果表明,相对于统一变桨,独立变桨控制方式能够更好地稳定输出功率和载荷波动。相对于传统的PI统一变桨控制,LQG独立变桨控制能更好地降低风力机主要零部件的疲劳载荷。     

基于最小化多变量的独立变桨距控制研究

针对大型风力机桨叶承受载荷不均匀的问题,在研究传统的统一变桨距控制策略的基础上,提出了一种基于最小化多变量的优化独立变桨距控制策略。以将风力机桨叶桨距角与发电机转速为控制变量,同时实现多变量最小化,再结合独立变桨距控制,利用bladed软件对该控制策略进行仿真。通过仿真结果验证可知,在风力发电机组获得最大功率情况下,相比传统的变桨距控制策略,该控制策略具有很好的鲁棒性和更好的减载效果,弥补了统一变桨距控制的不足,完全符合大型风力发电机组对桨叶载荷控制的目的。     

变速直驱永磁同步发电机风力发电系统的控制

阐述了变速风电系统中直驱永磁同步发电机的运行控制.发电机通过全功率控制的变-直-交电路连接到电网上,功率变换电路由脉宽调制(PWM)的整流器、中间直流电路环节、PWM逆变器组成.控制发电机在不同负载条件下从随机变化的风中最有效地获得输出功率.对网侧逆变器采用矢量控制来调节风电系统的功率因数.最后对系统进行了仿真,仿真结果证明了提出的系统的有效性.     

静止同步补偿器在风电场的应用研究

建立了恒速异步风电机组和静止同步补偿器(STATCOM)的数学模型,使用Matlab中的动态仿真工具Simulink建立风力发电机组和STATCOM的仿真模型。以包含风电场的单机无穷大电力系统为例进行仿真分析,验证了STATCOM对风电场暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明:风速小扰动和三相短路的大扰动故障时,STAT-COM能够有效帮助恒速异步风电机组在故障后恢复机端电压,从而改善风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行。     

一种风力发电机组效能在线分析方法的设计与实现

目前,风力发电机组效能分析主要集中在计算机组的功率特性曲线.在功率特性曲线分析中大多采用经验或参照理论功率或风电机组运行的SCADA数据,这类方法不能对机组的功率特性进行准确评估.为此,首先设计了一种在线的分析方法,通过风力发电机组实际出力与风机功率曲线设计值的偏差实时计算和劣化趋势分析,实现风机效能在线分析.其次设计和实现了在线分析系统,该系统采用风机实时运行数据采集和通信模块、风机功率曲线偏差分析数据处理模块、与用户交互的JavaWeb程序设计和开发.最后以24台风机的风场能效在线分析作为实例,验证了所提分析方法的有效性.