基于FAST的风力机变桨控制器参数设计

根据风力机的空气动力学特性,为使风力机在额定风速以上时其功率输出稳定在额定值,此时就需要对叶片进行变桨,而起作用的就是风力机的叶片变桨控制器。常用的变桨控制器为PI控制器加增益调度控制器,而PI参数和增益调度参数的选择对风力机的性能有着至关重要的影响。采用FAST软件与MATLAB/smulink软件对NREL提供的5MW风力机模型进行联合仿真,验证所设计的上述参数的合理性。仿真结果表明,所设计的PI参数以及增益调度参数能很好地满足风力机的运行需要。

风力发电变桨距控制器测试系统的设计

在风力发电中,变桨距控制器用于实现桨距角调节和功率控制。在变桨距控制器现场运行之前,要对其性能进行测试。本文采用倍福PLC模拟主控制器,PLC与变桨距控制器之间采用CANopen总线通讯,设计了变桨距控制器的测试系统,介绍了测试系统的功能和软件流程,给出了测试结果。

基于扰动调节控制器的风力发电机独立变桨距研究

本文将风力机的独立变桨距控制分成两部分设计:一是集中变桨距控制部分;一是修正变桨距控制部分。利用非线性PID控制设计集中变桨距控制器,使风力发电机组的输出功率稳定在额定值附近;利用基于扰动调节控制(Disturbance Accommodating Control简称DAC)器得到修正桨距角,减小风力机各叶片上的载荷。将各叶片的修正桨距角与集中桨距角之和作为对应叶片的独立桨距角输入风力机,实现了对风力机各叶片的独立变桨距控制。

直驱风力发电机组变桨距自抗扰控制器设计和分析

文章针对直驱式永磁风力发电机组极易受到风速和外界环境的干扰,造成系统参数摄动等问题,设计了一种不依赖于准确数学模型、抗干扰能力强且易于实现的风力发电机组变桨距自抗扰控制器。首先,通过理论分析验证了所设计的变桨距自抗扰控制器的稳定性,然后,与传统PI控制进行仿真和试验对比分析。结果表明,在不同风况下,相比传统的PI控制方法,所设计的变桨距自抗扰控制器能够更好地实现风力发电机组的平稳功率输出,可有效抑制极端工况下的转速波动,避免了风机的超速停机,提高了系统的抗干扰能力和鲁棒性,保障了风力发电机组的安全性。

基于直驱型PMSG风力发电系统的变桨自抗扰控制

为了实现大功率风力发电系统的恒功率控制,首先建立了基于直驱型PMSG风力发电系统的数学模型;其次,以功率偏差为控制器的输入信号,设计了一种基于自抗扰算法的风力发电系统变桨距控制器。最后,在阵风叠加随机风的作用下进行仿真研究。仿真结果表明,该控制器能够有效地控制桨距角,可以实现额定风速以上时系统输出功率的恒定。

改进单神经元在风力机变桨控制中的研究

针对风力发电机组变桨控制非线性、时变性的问题和传统仿真试验简单数学传递函数模型仿真,采用改进单神经元PID控制器作为变桨控制器,使变桨距控制既具备神经网络控制较强的适应能力,又拥有PID控制较高的精度;并且通过Simulink的simSimmechanics和SimHydraulics仿真,考虑到桨叶的机械特性,以及变桨执行机构的运动特性;最后将改进单神经元PID控制器加入到变桨执行机构的仿真模型中。结果表明,变桨距控制采用改进单神经元PID控制方式的机组,控制响应更加及时,且在变桨控制中调控平稳,对传动系统及变桨执行机构损耗小。

基于CAN总线通讯的变桨距风力发电控制系统

变桨距控制器用于实现功率调节和桨角控制,介绍了液压驱动和电控驱动两种桨距控制系统的不同,然后讨论了CAN总线在风力发电机组桨距控制中应用的可行性。并介绍了一个基于CAN总线设计的液压驱动桨距控制系统的硬件设计、软件流程和功能实现。最后总结了CAN总线在该系统应用的优点。

基于模糊控制的风电机组变桨距控制

针对风力发电机组非线性、时变性的问题,提出采用模糊PID控制器作为变桨距控制器,在风速高于额定风速时,依据风速变化情况调整桨距角,从而使风电机组保持恒功率输出,最后在MATLAB平台上搭建仿真模型。结果表明,采用模糊PID控制比传统PID控制具有更好的动态性能和静态误差,能够优化变桨距控制方法。

SSB变桨系统及其故障分析

SSB变桨系统在国内外风电机组厂家的电变桨系统中运用较多，属于主流变桨系统，如GE风电机组、联合动力风电机组等均采用SSB相关型号变桨系统，其结构简单，模块可替换性和维修性强，但在实际运行中发现也有其很大的缺陷，作为SSB变桨系统核心的变桨控制器故障频发，特别是夏季，严重影响该系统的稳定性，下文将介绍GE风电机组的SSB变桨系统及变桨控制器的故障分析。

风力发电机组变桨系统优化设计与实现

现阶段,伴随国家对新能源鼓励、支持力度的日渐增大,风机装机容量的日渐提高,年均增速达30%。为了能够实现风电机组成本的降低,风电机组尺寸持续增大。受机组日渐大型化的影响,变桨系统在其中发挥的作用越来越大。本文以风力发电机组变桨系统为例,首先对其基本构成及原理进行了简要分析,分别从后备电源、编码器、变桨控制器等方面,探讨了其优化设计与实现策略。

关于直流伺服变桨技改优化

某风电场采用东汽早期FD77B型风力发电机组,采用LUST直流伺服变桨系统投产以来变桨电机、变桨电池损坏较多,变桨类故障频发,为降低变桨的故障率,通过对变桨驱动器及变桨控制器的性能及控制逻辑方式进行技改优化,提高风机可利用率。

参与电网调频的风电机组线性变参数变桨控制策略

风电机组参与调频时其输出功率的调整将改变风电机组变桨动作的风速范围,同时由于桨距角调节气动功率的灵敏度随风况变化,使得传统PI变桨控制难以适用于风电机组参与调频时的复杂工况,出现风电机组转速振荡问题。提出一种基于线性变参数(Linear Parameter Varying, LPV)系统的风电机组变桨控制方法,对风电机组模型进行线性化,根据风速和桨距角的变化范围进行凸分解,得到其具有四面体结构的LPV模型,通过求解不同平衡点处的线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality, LMI)设计出相应的变桨控制器。仿真结果表明:与传统PI变桨控制相比,LPV变桨控制能有效减小转速的波动,降低低速轴载荷以及减小桨距角的波动程度,验证了该控制策略的有效性和先进性。