基于最优占空比的风力发电机MPPT方法研究

针对目前已有的最大功率跟踪(MPPT)控制方法的不足,为提高风力发电的最大风能利用效率,根据风力发电机和boost变换器的输出特性,在变风速条件下,通过给定最佳机械转矩,直接计算最优占空比,控制风机电磁转矩,实现最大功率追踪控制.针对GP-300和FD-5型直驱式永磁风力发电机,进行功率跟踪控制仿真实验,实验结果表明所提出方法的有效性和可靠性,并具有良好的工程应用前景.     

兆瓦级同步风力发电机变桨距控制策略研究

变桨距风力发电机已成为风力发电机组的主要研究和发展方向,结合长星集团同步风力发电机组,对变桨距控制技术进行了研究,在额定风速以下时实行变速运行,控制发电机的励磁电流从而控制发电机的转速,使得风力机转速能够跟随风速变化,保持最佳叶尖速比使系统获得最大的风能利用系数;额定风速以上时,采用PID控制算法控制桨距角,使发电机输出功率恒定,并提出了实现方法;通过仿真工具进行计算机仿真,验证了本方法的有效性。     

风力发电机主动磁悬浮轴灰色PID控制研究

径向主动轴磁悬浮轴系统是一个典型的非线性迟滞系统,应用现有的建模理论来建立精确的数学模型很难。应用传统的PID控制器调节可以达到的最佳控制效果也并不理想。在此,针对风力发电机主动磁悬浮轴系统设计出了灰色PID控制器,它结合了灰色控制提前预判、超调小、鲁棒性好和PID控制快速、精度高的优点;前级灰色预判能够使PID控制器具有更好地跟踪给定值的能力和更好地抗外界干扰的能力。通过MatIab对磁悬浮系统进行了仿真,仿真结果表明灰色PID控制器明显地减小了系统的超调,增强了系统的抗干扰能力和跟踪能力,具有很强的鲁棒性。     

求解风力发电机布局问题的超启发式算法研究

针对大规模问题求解效率不高、结果不理想等问题,以影响参数多变的风力发电机布局问题为研究对象,设计并实现了超启发式算法策略,底层算子用差分进化（Differential Evolution,DE）算法和适应性协方差策略（Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy,CMA-ES）算法,高层策略用启发式调用策略选择底层算子求解在不同场景、不同风力参数等多种情况下的风力发电机布局情况。实验将权值选择策略与DE算法、CMA-ES算法和随机调度策略进行比较,最终数据表明该策略求解风力发电布局的效果远高于其他三种。     

深水海上风机吸力桶导管架基础承载特性

针对海洋深水环境,设计适应70 m水深的四桶导管架结构形式,并在此基础上设计相同高度和主腿斜度的三桶导管架基础。采用Abaqus有限元软件建立导管架结构-吸力桶-土体整体有限元模型,通过对比分析探究海上风电深水吸力桶导管架基础的承载力特性。研究发现：吸力桶与土体的位移一致性程度可反映基础水平极限承载力大小,四桶导管架基础的综合承载特性优于三桶导管架基础;加载高度对四桶导管架基础的水平承载力特性有重要影响,基础水平承载力随着加载高度增加逐渐减小;加载方向对四桶导管架基础水平承载力影响较小。     

基于AHP-模糊综合评价的海上风机基础状态评估

为掌握服役时期的海上风机基础状态并对海上风机基础状态进行评估,提出一套结合故障树分析（Fault Tree Analysis,FTA）法、层次分析（Analytic Hierarchy Process,AHP）法和模糊综合评价法的海上风机基础状态评价模型。针对导管架式海上风机基础,考虑海洋腐蚀和海底冲刷,通过p-y曲线法模拟桩-土相互作用,在风浪流载荷的作用下进行动力响应分析,采用故障树对其失效模式进行分析,确定评价指标,构造判断矩阵计算指标权重,运用模糊综合评价法对各指标和整体进行评价。该模型结合各评价方法的优点,使评价结果更有说服力,可为海上风电场运行维护管理提供技术参考。     

漂浮式海上风电机组全生命周期成本分析

针对国内漂浮式风电全生命周期成本研究尚不足的问题,提出一种评估漂浮式海上风电机组全生命周期成本细分的方法。该方法将漂浮式海上风电机组全生命周期划分为前期调研、设计、制造、安装、运行维护和拆解等6个阶段,涉及每个阶段的阶段成本,并将各阶段成本细分为不同的子成本,得到全生命周期多层次成本构成,并据此分析获得影响全生命周期总成本的关键变量。以某半潜式浮式风机为例,分析其全生命周期每个阶段的成本构成,从而获得最重要的成本,并将其最小化以提高浮式风机经济效应。研究结果表明,控制制造成本和安装成本是提高浮式风机经济性的关键。     

Stochastic aspects of bridge deck aeroelasticity under turbulent flow

Returning to an earlier frequency-domain analysis of the problem of long-span bridge response to ambient winds, the paper emphasizes the indispensable experimental information necessary to bring results into conformity with full-scale prototype action. Focus is placed upon the use of a sectional wind tunnel model under simulated turbulent flow as the prime source of this information, which consists principally of the flutter derivatives and the spectra of the wind forces, both obtained under turbulent flow. The effect of three-dimensional turbulence upon the flutter derivatives is observed to influence structural stability in a manner consistent with that observed in full-bridge wind tunnel models.     

FPGA芯片中边界扫描电路的设计实现

应用在FPGA芯片中的边界扫描电路侧重于电路板级测试，兼顾芯片功能测试，同时提供JTAG下载方式。FPGA芯片的规模越来越大，引脚数目越来越多，边界扫描单元也随之相应增加。在此情况下，边界扫描电路设计时为了避免移入错误数据，对时钟偏差提出了很高的要求。同时，由于扫描链包含大量的边界扫描单元，在板级测试时，大大降低了有效测试速率。针对这两个问题，提出了对边界扫描单元的改进方式，改进后的边界扫描电路不仅可实现测试、编程功能，而且大大提高了电路抗竞争能力，保证电路正常工作。改进后的电路使边界扫描寄存器链的长度可以改变，使有效测试速率提高了20倍左右。     

基于现场观测数据的卫星雷达高度计海面风速和有效波高真实性检验方法研究

卫星遥感产品定量化应用前需通过真实性检验。卫星雷达高度计可观测海面风速大小和有效波高等海洋动力环境参数,而对其进行真实性检验存在不同的时空匹配方法。使用3种不同的时空匹配方法,利用美国国家浮标数据中心(NDBC)现场观测数据对2011年的Jason2海面风速和有效波高产品进行了检验。Jason2海面风速大小和有效波高的均方根误差分别为1.28 m/s和0.28 m,同时结果表明:采用卫星高度计海面风速大小(有效波高)和同步的现场观测数据在一定时间(1 h)和空间(50 km)限制条件下进行对比检验,可以得到合理的高度计海面风速大小和有效波高精度评价结果。 Jason2卫星高度计海面风速大小和有效波高的精度与探测海域有关,其精度在墨西哥湾与西大西洋海域相对较高。