基于Hebbina监督学习算法的神经网络变距控制

变距控制是变速恒频风力发电机组的核心技术之一,由于变距系统具有纯滞后非线性的特性,采用常规的PID算法已无法满足控制目标的要求.由1 MW变速恒频风力发电机组实际运行情况可知,其控制器PID参数需要不断在线整定,为此设计了基于Hebbina监督学习机理的神经网络变距控制算法.根据机组运行的实际数据进行离线学习,确定Hebbina监督学习算法的学习速率iη,然后进行在线整定,以保证风力发电机组处于最佳运行状态.给出了1 MW风力发电机组采用常规PID算法和神经网络变距控制算法的仿真对比结果,从中可以看出后者的动态特性和稳态特性明显优于前者,对于实际应用将起到指导作用.

风力发电机独立桨叶单神经元PID变距控制系统

变距系统是风力发电机组实现变距控制和安全刹车的关键机构,基于神经网络控制理论讨论了变距系统的单神经元PID控制方案。提出将神经网络理论结合传统PID控制机理,构成单神经元PID控制器,并应用于电动独立桨叶变距系统。通过在线边学习边控制的方式,解决了传统PID的不足,满足了风电机组的控制要求。仿真结果表明,该控制方法具有良好的自适性、稳定性和快速跟随性能,且系统鲁棒性优于传统双闭环控制。

风力发电机组的变距控制系统

本文介绍了并网型风力发电机组的变距控制系统，扼要介绍了速度控制与功率控制技术。在功率控制中还采用了电机转子电流控制器通过对转子电流的控制来调整电机滑差，从而调整额定转速，使叶轮获得最佳尖速比最终达到曲线的目的。

兆瓦级风电机组变速、变距控制系统

本发明涉及一种风力发电控制系统，适合在兆瓦级风电机组变速、变桨距控制使用，其结构由控制部分、检测部分及驱动三部分组成，其中控制部分由主控制器，即为运行控制器、变距控制器和变速控制器三部分组成；检测部分由风轮转子、传动机构、双馈发电机定子、绕线转子、转差励磁变频电源和脉宽调制逆变电源等部件传感器组成；驱动部分由不同功能的伺服电机组成，其联接是检测部分的机组部件分别以传感器信号输出，

针对风机变桨距控制系统隐蔽攻击的防御方法研究

伴随信息化程度不断提高,隐蔽攻击将对风机变桨距控制系统构成威胁。为此,设计了一种防御结构。将攻击信号对被控对象的影响反馈给控制器,由控制器实时调节控制输出信号,进而防御隐蔽攻击。分别在有攻击和无攻击场景下分析了采用防御结构后系统的稳定性。仿真结果显示,在隐蔽攻击时间段内,采用防御结构后,风机输出功率与设定值的平均误差为0.004 MW;在无攻击时间段内,风机输出功率与原系统保持一致。该结果说明,防御结构有效。

风力发电机组泵控液压系统变桨距控制研究

风能收集和转换主要的两种功率调节模式是风力机转速变化和桨距控制。从大型风力发电机组容量和变桨距控制的要求出发,对高性能变桨距控制技术展开研究,应用电液伺服泵控变桨距控制系统,针对变桨距控制中负载强扰动,系统控制鲁棒性差的问题,采用模糊PID控制策略,提高系统抗干扰的综合性能。通过Simulink建立模糊PID控制策略,因为负载处于强扰动工况,针对不同桨距角下,油缸所受载荷进行仿真分析,通过在Fluent中建立风机桨叶的流场模型,得出了不同风速情况下液压缸所受载荷与桨距角之间的关系。最终将系统的载荷谱装载到液压系统与控制策略仿真模型中,通过仿真与试验相结合的形式,得出系统稳态控制精度提高71%,响应时间提高34.28%,系统超调降低48.33%。验证模糊PID控制策略对于提高系统鲁棒性有良好的控制效果。

基于DDPG算法的风力发电机变桨距控制研究

风电机组模型的不确定性以及风速等外部干扰严重影响风电机组输出功率的稳定性,基于准确风机参数的传统控制策略难以满足系统控制需求。因此,提出了一种基于DDPG算法的风机变桨距控制器。借助强化学习仅需与环境交互无需建模的优势,以风机模型为训练环境,功率为奖励目标,变桨角度为输出,采用深度神经网络搭建Actor-Critic单元,训练最优变桨策略。采用阶跃、低湍流、高湍流3种典型风况对算法进行检测。仿真结果表明,不同风况下基于DDPG算法控制器的控制精度、超调量、调节时间等性能均优于传统比例-积分-微分控制器效果。

带自适应模糊神经网络补偿的自耦合PI在风力机变桨控制中的应用

风力机对于风能的捕获主要依靠主控制器和执行机构之间的协同工作。然而风速的幅值和方向是时刻变化的,它的这种非线性特性给能量转换带来了挑战。针对该问题,文章设计了一种基于混合控制方案的变桨距系统,用于超风速下功率吸收的恒定。所提方法利用一种新颖的自耦合PI获取转子速度跟踪性能。而风速的随机性变化被视为一个外在扰动,采用自适应模糊神经网络对其进行补偿控制。为了验证该变桨距控制系统的性能,在Matlab/Simulink中搭建了2 MW直驱式风机模型,并与传统的PI控制器进行仿真对比。仿真结果表明,文章所提算法在转子速度跟踪和输出功率恒定控制等方面拥有比传统PI更为优异的性能。

漂浮式风机变桨距控制方法设计

海上漂浮式风机在风浪联合作用下做变桨控制,会对漂浮式风机的发电功率造成影响。传统的PID变桨控制效果差,存在发电功率波动较大的问题,为此,文中利用美国可再生能源实验室(NREL)提供的FAST软件,建立波浪载荷作用下的漂浮式风机的动力学方程,采用L-M法(Levenberg-Marquardt)对其中的系数进行辨识,并与FAST输出的高保真模型进行对比,验证所建立模型的准确性。其次,利用FAST提供的联合仿真平台设计一种基于遗传算法PID状态反馈的干扰自适应控制的方法,实现漂浮式风机变桨距的稳定控制。结果表明:与基于FAST的变桨距控制相比,基于遗传算法PID状态反馈的干扰自适应控制方法风轮转速的波动较小,输出功率的超调量更小,调节时间较短,更加稳定,而且能够减少漂浮式风机在平动方向和转动方向中横荡的波动,更适合海上漂浮式风机的变桨控制。

双馈风力发电机组变桨距控制及低电压穿越技术要点

由于近年来我国的经济发展速度非常迅速,随之而来的能源问题也变得越来越重要,作为当今人类社会生存和发展当中所存在的主要问题,能源缺乏已经成为了人们所亟待解决的一个重要发展缺陷,通过开发和利用可再生资源,可以在一定程度上缓解人类的能源压力,而开发和利用可再生资源也是当前世界各国开展可持续发展战略的重要方式。风力发电作为可再生资源当中的一种,由于其自身清洁能源的特点,不仅能够节约不可再生资源,而且也可以降低对周围环境的污染,风力发电系统的效率也非常高,而且功率速度也非常大,通过对双馈风力发电机组控制技术以及风能开发的进一步研究,可以推动我国后续的能源发展。

10MW海上浮式风机伺服控制系统设计及耦合动力特性研究

为支撑DTU 10 MW风力机,对5 MW无撑杆半潜浮式风力机支撑平台进行了放大设计,并对10 MW半潜浮式风机的伺服控制系统重新设计。其中,在额定风速以下实施转矩控制,以实现最大功率捕获;在额定风速以上,基于增益调度比例积分(GSPI)控制方法进行变桨控制系统设计,以保证浮式风机的安全运行。基于所设计的10 MW浮式风机伺服控制系统,采用“气动-水动-控制-弹性”全耦合模型对10 MW半潜式风机在恒定风和湍流风作用下的耦合动力特性进行了分析,验证了所设计控制系统的可靠性。研究发现,在伺服系统控制作用下,10 MW浮式风机的运动响应得到有效控制,湍流风对浮式风机的纵荡和纵摇激励作用明显,垂荡运动受到风载荷和波浪的共同激励。

基于BP神经网络的PID变桨距风电机组控制

针对变速变距型风力发电机组的液压驱动式变距执行机构,提出基于BP神经网络的PID变桨距控制方法,以解决变桨距机构的非线性、参数时变性、抗干扰、滞后性控制问题.分析了三种不同工况下的液压油路变化、数学模型和参数变化,阐述了BP神经网络的PID控制算法,并根据7.5 kW变速恒频试验机组液压变距机构设计数据进行仿真结果比较、分析.

变浆距风力发电机组的控制系统

风能作为一种可再生能源受到全球越来越多的关注,本文就变桨距风力发电机组的控制系统进行了分析,发现采用新型控制系统后,保持了发电机功率的稳定输出,减少了风机不稳定功率对电网的影响。

变速变桨风力发电机组的桨距控制及载荷优化

讨论了大型变速变桨风电机组在额定风速以上如何减小系统超调量以及降低机组载荷。根据风电机组的强非线性特点,采用基于模糊免疫PID的桨距控制策略,以减小发电机转速波动,改善功率品质。针对风电机组的塔架前后和侧向振动以及传动链扭转振动,提出了桨距、转矩阻尼滤波和加速度反馈等控制方式。通过Bladed外部控制器模块编程并进行仿真,结果表明所提出的控制策略能够改善变桨距控制的动态特性,降低关键部位载荷。

变速恒频风力机组变桨距控制系统

在风力机空气动力学特性分析的基础上 ,讨论了变速恒频风力机组变桨距机构在低于额定风速阶段和高于额定风速阶段的不同控制策略。将模型与控制方法相结合的数字仿真表明 ,控制曲线与预期要求一致。具体设计了变桨距机构液压控制方案和电机控制方案 ,并提出了高油压冗余式电液比例变桨距机构的设计思路。

基于LQR方法的风电机组变桨距控制的动态建模与仿真分析

为了获得更好的变桨距控制效果,将扰动校正LQR(Linear Quadratic Regulator)应用到风电机组变桨距控制中,该方法通过设计扰动状态观测器估计出作为扰动量的风速,在输入量中加入一个反馈量来消除风速产生的扰动影响,然后根据LQR控制理论,计算出状态反馈矩阵。建立了风电机组的动态模型,并根据动态模型在Mat- lab7.1/simulink环境下进行了仿真。仿真结果表明,基于扰动校正的LQR控制方法超调小,变桨距执行机构疲劳度小,具有良好的动态性能。该方法易于工程实现,适用于变桨距控制系统。

变桨距型双馈风电机组并网控制及建模仿真

变桨距型双馈风电机组在并网过程中,转子励磁控制虽然具有良好的定子电压调节效果,但是对转子转速缺乏控制。针对该问题提出了结合变桨距系统调整转子转速,共同完成并网的方案。由于双馈发电机并网前后的控制策略不同,分析了控制系统间无扰切换的方法。采用分开建模、分时仿真的思路建立了风电机组模型,实现了风机并网全过程仿真,研究结果证明了本文所提方案的有效性。

大型变速风力发电机组的自适应模糊控制

控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键。风力发电机组是复杂多变量非线性系统,具有不确定性和多干扰等特点。本文提出使用模糊逻辑推理系统得到低风速时的发电机参考转速,该方法无需测量风速,避免了风速测量的不精确性。根据机组的运动方程,采用最近邻聚类学习算法建立发电机电磁转矩自适应最优模糊控制,低风速时获得最大风能利用系数。算法综合考虑风力发电机组的机械特性和电气特性,系统辨识作为控制算法的一部分自动执行。高风速时,变论域自适应模糊控制器控制桨距角,机组能准确地保持在额定功率发电。仿真结果表明了本文提出方法的有效性。

电动变桨距控制系统设计与实现

针对变桨距控制系统在风力发电机组中作为限制出力和制动速度的决定性系统,此处首先研究和分析了兆瓦级风力机特性、风电机组的变桨过程,以及变桨距控制系统的工作原理,计算了桨叶负荷力矩,然后详细设计了变桨控制系统的整体结构、伺服控制系统和备用电源系统,再利用有限状态机设计了变桨控制系统软件,最后搭建了变桨距控制系统平台。实验结果验证了电动变桨距不仅能够实现精确的位置控制,还具有快速的动态响应,满足风电机组变桨控制系统的特殊要求。

双馈式变速变桨风电机组的桨距控制

针对大型双馈式变速变桨(variable-speedandvariable-pitch,VSVP)风力发电机组在额定风速以上如何维持输出电功率稳定和降低塔架振动等问题,对其控制技术进行研究。在研究传统变桨距控制策略的基础上,提出非线性转矩的统一变桨距控制策略。针对风电机组的塔架前后和侧向振动,提出基于加速度反馈的桨距和转矩阻尼滤波控制方式。以2 MW变速变桨风力发电机组为验证对象,基于Bladed软件平台对该控制策略与传统的变桨距控制策略进行仿真比较。结果表明:所提出的控制策略能够稳定电功率输出,降低塔架振动和载荷。