变速变桨距风电机组的高风速变桨距控制

变速变桨距风电机组由于主要部件风轮机的高度非线性,导致在高风速下不能用常规的PI控制变桨系统。为解决该问题,对变速恒频顺桨调节类风电机组工作点进行了分析和研究,在高风速情况下采用了根据桨距角度的分段PI控制方式,在该方式的控制下,风轮机的变桨过程既能保证不同角度下的快速调整,又能保证PI控制系统的稳定性;并且最终通过自建的小功率风电试验平台,验证了分段PI控制方式的实现效果,试验数据验证了分析结果的正确性。

变速变桨距风力机功率控制策略

针对风力机运行区域特点,提出变速变桨距风力机功率控制策略。以风力机专业设计软件Bladed为工具,对风力机功率控制策略进行仿真研究;结合C++语言对Bladed进行二次开发,设计其外部控制器;外部控制器和Bladed进行数据交换,控制风力机功率输出,优化风力机性能。仿真结果表明:在额定风速以下,外部控制器能够追踪最大功率;在额定风速以上,外部控制器能够使输出功率幅值小于采用内置控制器时的输出功率幅值,并使输出功率值稳定在额定值附近;在全负荷最优控制阶段,外部控制器能够根据风速的变化迅速做出调整,实现控制平滑过渡。外部控制器的功率控制性能更优,验证了所提功率控制策略的正确性和可行性。

变速变桨距风力发电机组控制策略改进与仿真

在分析变速变桨距风力发电机组基本控制策略的基础上,提出一种扩大过渡区的改进控制策略,用来消除额定功率运行点附近切换造成的功率波动及突变载荷等不利影响。依据改进的控制策略设计了3个控制器平滑过渡方案,实现对该策略的最佳跟踪。运用MATLAB仿真平台模拟了改进控制策略下的风力发电机组运行特性,结果表明了改进控制策略的正确性及控制器设计的有效性。

变速变桨距风力发电机组控制策略优化

分析了变速变桨距风力发电机组的基本控制策略,提出一种放大过渡区的优化控制策略,用来消除额定功率运行点附近切换造成的功率波动及突变载荷等不利影响。依据优化的控制策略设计了三控制器平滑过渡方案,并结合先进的模糊神经网络控制算法,实现对该策略的最佳跟踪。运用Matlab仿真平台模拟了优化控制策略下的风力发电机组运行特性,结果表明所提控制策略使功率幅值降低了7.66%,突变载荷得以减缓,满足设计目的。

变速变桨距风力发电机最佳运行点的获取方法

基于动量叶素理论获得风力发电机气动性能,在低风速和高风速下分别探讨变速变桨型风力发电机获取最佳运行点的通用方法,并运用相应的控制策略使风力发电机运行在最佳运行点附近,从而实现低风速下最大风能的捕获和高风速下过高功率的限制。应用所提出的最佳运行点控制方法建立风力发电机实时运行仿真模型,模拟600s时间历程风力发电机的实时运行情况,从而验证最佳运行点控制方法的正确性和实用性。

大型风电机组变速变桨距协调控制技术研究

随着风电机组单机容量增大,人们对于机组运行稳定性的关注也越来越高。变速变桨距协调控制技术被认为是变速恒频风力发电系统理想的控制方案。在欠负荷运行区域,为应对极端风况,引入变桨加速度控制器;在满负荷运行区域,引入了基于转矩和功率的混合控制算法,保证了机组的转速和功率的平滑性。利用风力发电仿真软件——GH Bladed对控制算法进行了仿真验证。将控制策略应用在某风力发电场的双馈风力发电机组上,控制效果良好。

基于滑模控制算法的风电系统变速变桨距控制研究

为改善系统恒功率输出运行区域内的动态性能,基于趋近律方法设计了滑模多变量控制器,将发电机转矩加入风电系统与桨距角同时调节,不但能保证发电机功率和转速稳定在额定值附近,而且可以降低传动系统扭转力矩波动和桨距角活动频率,在提高风电电能质量的同时可以减少系统机械部分的压力.最后利用M atlab对高风速下系统多变量与单变量控制策略进行了仿真对比,突出多变量控制策略的优越性;并将提出的滑模控制与PI控制进行仿真对比分析,以验证本文控制算法的有效性.

大型风电机组变速变桨距协调控制技术研究

随着风电机组单机容量增大,人们对于机组运行稳定性的关注也越来越高。变速变桨距侨调控制技术被认为是变速恒频风力发电系统理想的控制方案。在欠负荷运行区域.为应对极端风况,引入变桨加速度控制器,在满负荷运行区域。引入了基于转矩和功率的混合控制算法,保证了机组的转速和功率的平滑性。利用风力发电仿真软件——GH Bladed对控制算法进行了仿真验证。将控制策略应用在某风力发电场的双馈风力发电机组上,控制效果良好。

变速变桨距风力机监控过程动态仿真

研究了风力机基本工作状态及状态之间转变的监控过程,通过分析变速变桨距风力发电机组的运行特点,建立了包括风轮气动、传动系统及发电机在内的风力机整机数学模型和监控过程的控制模型,并开发了相应的计算软件。以一600kW风力机为分析对象,对风力机基本工作状态及监控过程进行动态模型仿真,通过计算对比,验证了动态仿真的正确性。研究成果为风力机监控过程提供了便利的分析工具。

基于变速变桨距的MW级风力发电机组的建模研究

为了实现MW级海上风力发电机组受外荷载及机电作用耦合下的数值仿真,对风力机叶片、塔架等柔性体进行简化,在有限元软件中建立三维模型,并进行模态分析,在多体动力学软件下建立齿轮箱、轮毂及变桨机构的三维模型,并进行装配,使风力发电机组的几何特性、结构特征和装配关系保持不变,以便进一步研究塔架及叶片在耦合荷载作用下的动力响应。

变速变桨距风力发电机的模糊滑模变结构控制

针对现代风力发电机组的主力机型变速风力发电机组,建立了机理模型,对额定风速以上的机组变桨距控制,提出了模糊滑模变结构控制方案。该控制方案不仅可以在额定风速以上保持风力发电机组输出功率的稳定,还能有效提高系统运行的柔性。经仿真验证,模型和控制方案是合理有效的,系统具有较强的鲁棒性。

基于神经网络PID的变速变桨距控制设计

在风力发电中,为了提高风力发电的能量转换效率对风力发电机进行变速变桨距控制,按照所需要的功率系数值确定所需要的变桨角度,以保证功率的稳定。本文研究利用神经网络PID控制器作为变速变桨距系统的控制器。在风速低于额定风速时,采用的是变速控制,此时风能效率高于采用失速控制风电机组的风能效率,具有优化的气动特性;在风速高于额定风速的情况下,根据风速的变化调整桨叶节距角,从而调节发电机的输出功率,使风力发电机组的输出功率保持稳定。最后,利用simulink构建整个控制系统,对系统进行Matlab仿真。结果表明,使用神经网络PID控制的风力发电系统在风速从额定风速到切出风速时,相对失速控制风电机组,采用变桨距控制风电机组的功率恒定,发电品质较好。

变速变桨距风力发电机组的智能控制

针对传统PI控制技术难以兼顾风力发电机组转速与输出功率之间的平衡,提出变速变桨运行控制方法。将风力发电机组的功率误差和功率误差变化率作为判断依据和控制策略,再结合模糊控制器,弥补了传统PI控制器的不足。通过Matlab仿真,结果表明:风速持续变化和瞬变时,模糊控制器都能够稳定风力发电机组的输出功率,降低电机的运行速度,同时缩短调节时间和加快变桨距执行机构的运行速度。

直驱式变速变桨距永磁风力发电机组研制

风力发电机的研制技术目前正向大功率、变速变桨距、直驱式永磁电机的方向发展。文章介绍了现有几种风力发电机的运行方式,分析了直驱式永磁风力发电机的主要技术特点,指出其具有优良的技术性能;并对风电机组以国产化提出了建议。

兆瓦级变速恒频风电机组变速变桨距控制技术研究

大型兆瓦级变速恒频风电机使用变速变桨距控制技术,让风电机在额定风速以上进行平稳的功率输出,进而保障机组运行安全。电动变桨距由于系统操作简单,在方便控制的同时,具有很强的可靠性;因此,在变桨距风力发电机组中得到了良好的应用。根据风速大小,可以将变速恒频风力发电机组分成四个区域,每个区域采用对应的控制算法。本文结合我国兆瓦级变速恒频风电机组变速变桨距控制技术,对风电机组变速变桨距工作原理、控制策略以及现场仿真实验进行了简要的探究和阐述。

数据驱动的变速变桨距风力发电机组功率优化控制

风电作为电力系统的一个不稳定电源,固有能量密度低、分布不均匀,具有随机性、间歇性和不可控制的特点,大规模风电并网所引起的电压控制、有功调度和系统稳定等问题越来越突出.更为严重的是,当电网调度资源无法平衡风功率的随机变动时,出现了严重的“弃风”.因此,最大限度的捕捉风能且调节好发电机输出功率和转速,减少对电网的冲击,向电网提供恒频恒压的高质量电能,成为并网型风力发电机组控制的主要目的.

风力发电机变速变桨距的PD控制器

风力发电机变桨距系统是一个大惯性系统,采用PI控制的滞后环节会使系统不稳定.对风力发电机变速变桨距控制原理进行分析,建立了气动部分、传动部分、变桨距执行部分及机组整体的数学模型,采用了PD调节器进行变桨距控制,所采用方法通过仿真进行验证,并取得了较好的控制效果.

模拟双馈变速变桨距风力发电机组的运行控制研究

从系统控制的角度,针对风力发电机组变速变桨距双馈异步发电机自动运行中的恒功率输出等关键问题进行了控制对象特性分析和控制方案设计.结合西门子s7-1200PLC控制器和风力发电机仿真模型(E-Wind Turbine)构建了研究实验平台,并进行了系统的控制实验与仿真.重点针对恒功率输出问题的控制进行了多种控制方案的设计和实验验证,经过比较不同的控制方案后证明:基于前馈的协调控制方案效果较好.

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。

变速风力发电机组最大风能追踪与桨距控制

针对变速变桨风力发电机组(Variable Speed Variable Pitch,VSVP)如何在低风速时最大限度捕获风能以及在额定风速以上稳定输出功率进行研究。低风速时在传统风能追踪控制策略的基础上,提出通过改变最优增益系数来追踪最佳风能利用系数的自适应转矩控制策略。在额定风速以上,依据风机空气动力学原理、风轮扫及面内风速风切特性,提出基于桨叶方位角信号的独立变桨距控制策略。该策略通过权系数将统一变化的桨距角转化为3桨叶独立变化的桨距角。以国产某2 MW风力发电机组为验证对象,基于Bladed软件平台对所采用的控制策略进行仿真验证。结果表明,相对传统控制,所提出的控制策略在低风速时能够更好的追踪最大功率点。额定风速以上时,使风力发电机组能够在额定转速下保持稳定的电功率输出。