我国海上风电发展现状与趋势综述

近年来,在碳达峰目标与碳中和愿景下,海上风电在我国取得了长足的发展。分析了我国目前海上风电的发展现状与未来规划,对海上风电装机规模、新增机型以及采用的技术路线进行了汇总。重点介绍了海上风电基础型式、防腐技术和运维技术,其中,漂浮式海上风电是基础型式研究的重点,运维巡检和运维管理系统是风电运维技术研究的重点。通过分析海上风电的发展状况,整理了各项技术的主要技术路线和先进成果。最后,基于目前国内的技术发展现状及需求,对我国海上风电未来发展趋势进行展望。

基于H_2/H_∞混合优化的大型风电机组变桨距鲁棒控制技术研究

基于线性矩阵不等式(LMI)设计多目标鲁棒H2/H∞状态反馈变桨距控制器,并通过极点配置,保证闭环系统的动态和稳态性能。变桨距控制器设计时充分考虑了减缓传动链疲劳载荷,达到减小机组关键部件载荷的目的。使用FAST软件进行仿真,仿真结果表明新型控制策略可有效平稳风电机组输出功率并降低机组疲劳载荷,实现了优化H2/H∞鲁棒控制性能。

基于状态反馈的双馈风电机组传动链动态扭转载荷控制

针对恒转矩控制时传动链阻尼小、扭转载荷大会降低机组传动链上关键部件使用寿命的问题,设计基于状态反馈的传动链动态扭转载荷控制器,使等效在轴上的发电机转速更好地跟踪风轮转速,从而减小低速轴扭矩,实现传动链的动态扭转载荷控制。利用FAST和Matlab/Simulink软件对机组模型和控制器进行联合仿真,结果表明所提出的方法能有效降低双馈风电机组传动链的动态扭转载荷。

基于改进切换函数的电动轮汽车ABS滑模控制

虽然滑模变结构控制策略的快速性和鲁棒性能够满足紧急制动时车辆的控制要求,但控制器的切换作用使系统出现奇异点,为最佳滑移率的在线辨识带来了困难.针对这一问题,提出一种改进切换函数的滑模变结构控制策略,利用车轮工作状态与滑移率变化趋势之间的关系,动态优化控制器的切换函数,使滑模面逼近最佳滑移率.仿真结果以及硬件在环实验表明,该方案可有效提高车辆的制动性能,并对路面变化引起的严重非线性具有良好的自适应能力.

基于无模型控制的风电机组独立变桨距控制

针对大型风电机组强外部扰动和无法准确建模等问题,提出无模型自适应(MFA)独立变桨距控制技术,控制器设计充分考虑机组模型的非线性问题,通过优化内部参数使系统克服时变及非线性,满足系统动态和稳态要求。在额定风速以上时,通过调节发电机转矩维持额定功率输出稳定,通过调节桨距角实现减载,以3 MW风电机组为实验对象,基于Blade软件对该控制策略和传统PID控制策略进行仿真比较。结果表明,这种新控制策略可有效稳定风电机组输出功率和降低机组载荷。

基于模型预测控制的风电机组独立变桨距控制技术的研究

随着双馈风电机组向大容量、高性能的目标发展,研制出稳定可靠、优化运行的双馈风电机组控制系统,是当前风电机组控制应用领域研究的热点。在双馈风电机组的功率恒定输出和减小机组载荷之间取得协调,达到整体性能的优化是控制研究的重点。针对双馈风电机组减小动态载荷、实现高效稳定控制提出一种模型预测控制策略(Model Predictive Control,MPC),以减小机组风轮不平衡载荷。以3 MW风电机组为对象,基于FAST软件对该控制策略和传统PI控制策略进行仿真比较。结果表明,这种新控制策略可以有效稳定风电机组输出功率和降低机组载荷。