基于MATLAB 2MW双馈风力发电机仿真研究

分析双馈风力发电机运行特性,采用最佳叶尖速比可实现最大功率跟踪;在MATLAB/Simulink实现双馈风力发电机建模及仿真分析,得到双馈风力发电机运行时的电流、电压、有功功率、转速、无功功率等参数输出波形。结果表明:采用最佳叶尖速比时双馈风力发电机在外界变风速环境影响下,可以捕获到最大风能且过程稳定响应快。

独立运行风电机组的最佳叶尖速比控制

介绍了采用爪极无刷自励发电机的５ｋＷ风电机组的性能特点。采用最佳叶尖速比控制和稳压控制相结合的控制方法，使风力机在额定风速以下及蓄电池没有充满时按最佳效率运行。当蓄电池接近充满时，控制风电系统稳压运行，保证蓄电池安全可靠充电。该风电机组及其控制已实际应用。

双馈风力发电系统MPPT控制

最大风能跟踪是风力发电系统重要的控制目标。在一定转速下存在一个最佳转速使风机捕获最大风能。将最佳叶尖速比和功率反馈法相结合,提出基于最佳功率—转速曲线的双馈风力发电系统MPPT控制策略,采用一种简单有效的方法获取定子给定最佳功率—转速曲线。然后采用功率闭环实现风机的MPPT控制。该方案避免了复杂的给定功率计算且结构简单易于实现。仿真和实验结果表明:系统具有良好的最大风能跟踪性能和稳定性,验证了方案的可行性和正确性。

一种小型永磁同步风电系统最大功率跟踪控制方法

通过对新型小型风力发电系统分析,提出了一种最大功率跟踪控制的方法。通过控制新型永磁同步发电机的电磁转矩,间接地控制风力机的机械转矩,使风力机在额定风速以下以最佳尖速比运行,自动跟踪其最大功率点。对系统进行了仿真,结果表明,控制方法是切实可行的。

基于最佳叶尖速比的最大风能跟踪在永磁直驱风力发电系统中的实现

在大力发展的风电项目中,如何最大效率地实现从风能向电能的转换是研究人员最关心的问题,变桨距变速恒频控制策略是目前研究的热点。本文基于变速恒频技术以永磁同步发电机为本体探讨了如何用最佳叶尖速比实现最大风能跟踪,先分析原理,然后给出MATLAB/simulink的仿真模型和仿真波形。

发电量提升技术在兆瓦级风力发电机组中的应用

本文介绍了一种应用于兆瓦级风力发电机组的发电量提升技术,通过在低风速段微调桨叶来让叶片获取更大的风能利用系数。文章阐述了微调桨叶控制算法的原理、实施依据,并通过搭建系统模型对微调桨叶控制算法进行仿真分析,仿真结果表明其对功率曲线有显著的改善。最后通过在南方和北方各选取一个风场进行现场试验,现场试验的结果验证了方案的可靠性和有效性。

国华永发风电场风电机组控制策略优化及变频器升级应用

在对国华永发风电场调研的基础上,针对1.5MW风电机组存在的问题,进行基于最佳叶尖速比跟踪的精细化控制模型算法的控制策略优化,包括转速及扭矩优化策略、叶片桨矩角动态控制策略、偏航优化策略、变桨轴承磨损保护策略和大风运行保护策略等,优化调整切入风速及相关参数,优化起停控制方式并对叶片安装初始角度进行精准调整,同时研究风电机组数据采集与监视控制系统改造技术,解决了变频器产品升级替换问题,提出提高风电机组安全可靠性的改进策略,通过相应对策的现场改造实施,风电机组发电量及可用率明显提升,达到预期效果。

永磁同步风力发电机的自抗扰控制

针对永磁同步风力发电机系统存在的建模误差、内部模型的不确定性、外界环境的多重扰动等问题,提出一种不依赖于数学模型、抗干扰能力强且易于实现的复合自抗扰控制方法。该方法以实现最大功率跟踪为控制目标,采用自抗扰控制,基于最佳叶尖速比调控电机转速,利用扩张状态器实时估计系统总干扰,且通过前馈通道进行干扰补偿,从而提高转速跟踪能力,并结合传统PI进行反馈控制,来提高系统运行的稳定性。仿真结果表明,在不同风速情况下,相比传统的PI控制方法,自抗扰控制方法能够更好地实现系统的最大功率输出,有效提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力。

H型垂直轴风力机实时高效攻角调节方法研究

叶片攻角是影响垂直轴风轮气动特性最重要的因素之一。针对一种1 kW H型对称翼垂直轴风力机,以获取最大风能利用率为目的,得到了叶片在上风区和下风区应保持的理论最佳攻角分别为10.7°和-10.7°。鉴于现有风轮运行一周过程中,叶片攻角呈类正弦规律变化,未能保持在理论最佳值附近;同时由于风轮上风区和下风区的诱导速度分布规律不同,故提出采用分风区的方法研究实时高效攻角调节规律。首先利用双致动盘多流管理论计算出上风区叶片攻角的变化情况,建立叶片安装角与攻角的关系,通过调节安装角使叶片攻角在上风区保持在理论最佳值附近。考虑到下风区流场分布复杂,采用数值模拟方法确定下风区各个方位诱导速度的大小和方向。在此基础上,提出风轮下风区局部叶尖速比的概念,建立下风区叶片攻角的精确计算公式,并获得下风区叶片理论最佳攻角的调节策略。最后利用双致动盘多流管理论对提出的上风区和下风区叶片攻角的调节规律进行了验证。计算结果显示:在额定风速下,与原始风轮相比,调节攻角后H型垂直轴风轮的风能利用率提高了11.03%。

不同交错排布对潮流能垂直轴水轮机性能的影响

为了优化潮流能垂直轴水轮机排布方案,采用计算流体动力学(CFD)方法得到双水轮机在不同轴间距H、不同相对位置角(RPA)β及前后排水轮机不同尖速比λ下平均功率系数C;变化规律,分析流场的速度和涡量云图,解释变化机理。同时,对比单、双水轮机尾流速度分布情况,探究双水轮机尾流特性。结果表明:后排水轮机处于前排水轮机尾流区内时平均功率系数随轴间距增大线性增大,处于尾流区外时双水轮机间距较小、平均功率系数较大;受前排水轮机尾流的影响,后排水轮机最佳尖速比会随着距离和角度的不同发生变化;双水轮机交错排布的平均功率系数高于单水轮机,但尾流速度需要较长的距离恢复。