交流励磁变速恒频风力发电系统控制策略的仿真研究

介绍了交流励磁变速恒频(VariableSpeedConstantFrequency,VSCF)风力发电系统运行的基本原理及发电机的定子磁链定向矢量控制技术。在此基础上,以Matlab/Simulink为工具,建立了系统仿真模型,进行了发电机空载运行、并网、有功、无功功率独立调节、最大风能捕获运行等工况的仿真研究,仿真结果证明理论分析正确,对系统的实验研究具有一定的理论指导意义。

交流励磁变速恒频风力发电机并网控制策略

随着风电机组单机容量的不断增大,发电机并网时的电流冲击已不能忽视,必须对并网控制技术进行深入研究。在总结现有风力发电机并网技术的基础上,研究了交流励磁变速恒频风力发电机与电网间的“柔性连接”特性,即可通过励磁控制调节发电机输出以满足并网条件。将磁场定向矢量控制技术移植到并网控制中,建立了交流励磁变速恒频风力发电机并网控制策略,最后进行了实验研究。

兆瓦级风力发电机组多段权系数独立变桨控制

为了实现风力发电机3个桨叶的独立控制,依据风力机空气动力学原理、风轮扫及面内风速风切特性和塔影效应,提出了基于桨叶方位角信号的多段权系数分配独立变桨距控制方法.根据每个桨叶的方位角信号判断出该桨叶所在的风速区域,选取此区域所对应的相关权系数对3个桨叶统一的桨距角进行重新分配微调,将统一变化的桨距角转化为每个桨叶独立变化的桨距角.系统模型仿真结果表明,该方法不仅可以使3个桨叶桨距角能根据其受风情况做出相应变化,实现3个桨叶独立变桨,在稳定输出功率的同时减小桨叶拍打振动,而且能够根据简化的风力机模型进行变桨控制,方法简洁、有效、容易实现.

无刷双馈风力发电机的变速恒频最大功率跟踪

针对风力发电用变速恒频无刷双馈发电机系统,提出采用直接转矩控制方法,通过控制无刷双馈发电机的转矩和功率因数来调节其有功功率,采用最大功率因数原则设定控制绕组的磁链给定,以提高发电效率,改善电能质量,且在估计转矩时使功率绕组侧输出电压在并网前满足并网条件,以同时实现最大功率跟踪控制和变速恒频运行。此外,为了改善无刷双馈发电机直接转矩控制系统的低频性能,采用模型参考自适应辨识技术来设计控制绕组的磁链观测器,以控制绕组的电流作为比较信号,同时考虑控制绕组的电阻变化对磁链观测的影响,并利用Lyapunov稳定性定理来推导自适应率。最后通过仿真分析和实验研究验证了所提出控制方案的正确性和可行性。

采用矩阵式变换器的双馈变速风力发电系统

根据变速风力发电原理,结合矩阵式变换器和直接转矩控制的优点,建立了基于矩阵式变换器的双馈异步发电机直接转矩控制系统。为实现矩阵式变换器输入侧功率因数为1,并使输入电流和输出电压呈现正弦波,以电磁转矩、转子磁链、矩阵式变换器输入侧电压和电流相位角的正弦值的平均值为控制量,得到矩阵式变换器的开关选择表和直接转矩控制算法。仿真结果表明,系统具有良好的调速性能,在高低速情况下都能跟随风速变化,迅速调节双馈异步发电机转速;转子磁链观测准确,能够跟随给定值;系统方案正确有效,具有较强的鲁棒性。

基于UG的参数化设计方法及程序设计技术

介绍了冲压模具中三维模型参数化设计方法,基于UG三维软件阐述了3种参数化设计方法及程序设计技术,并提供了设计实例。最后提出了3种参数化设计方法综合应用的设计思想。

基于PSCAD/EMTDC的双馈感应风电机组变桨距控制仿真分析

提出一种简化的风力机变桨距控制模型,通过发电机转速和风力机输出功率的反馈信号分别调节桨距角,控制发电机的转速恒定和风力机输出功率平稳.采用PSCAD/EMTDC仿真软件建立该变桨距控制模型,对整个风力发电系统(包括双馈电机和并网装置等)进行仿真,验证该风力机变桨距控制方法的可行性.

兆瓦级变速恒频风力发电系统控制策略研究

在剖析双馈异步发电机工作原理的基础上建立了其两相同步旋转d-q坐标系下的数学模型,采用定子磁链定向矢量控制策略对变速恒频双馈风力发电系统输出有功、无功功率实现了解耦控制,设计了双馈异步发电机转子侧变换器的双闭环控制系统。以联合动力公司UP77/1500 IIA LT1.5 MW变速恒频双馈风力发电机组为研究对象,在MATLAB/Simulink平台下对系统进行了仿真试验。结果表明,在该控制策略下兆瓦级风电机组具有良好的运行特性。

基于CADFIL和NUM的缠绕机控制系统设计

设计了基于CADFIL6.0和NUM1040数控系统的4自由度缠绕机控制系统。CADFIL6.0完成缠绕制品及模具的建模、线型设计、运动仿真及G代码轨迹输出,NUM1040数控系统和西门子伺服电机构成的数控系统完成芯模旋转及导丝头轴向、径向运动和导丝嘴翻转控制。该系统集成了CADFIL软件的缠绕制品工艺设计、线型设计及轨迹仿真功能以及NUM数控系统的开放性、稳定性及通用性等特点,提高了缠绕机的生产柔性及可靠性。

交流励磁变速恒频风力发电系统的实验

介绍了交流励磁变速恒频风力发电系统运行的基本原理及发电机的定子磁链定向向量控制技术。构建了基于DSP+IPM的系统实验平台,进行了发电机空载运行及并网过渡过程、亚同步、同步、超同步3种状态下的变速恒频发电等工况的仿真和实验,通过对实验结果的分析验证了理论分析的正确性,为该系统的进一步深入研究建立了一定的实验基础。

变速恒频双馈风力发电功率偏差控制技术研究

变速恒频双馈风力发电系统是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的。在分析交流励磁变速恒频双馈发电原理及双馈电机数学模型的基础上,阐述了一种新颖的基于定子磁场定向的变速恒频双馈风力发电系统功率偏差控制策略,并在实验室3 kW变速恒频双馈风力发电系统模拟系统上进行了实验研究,实验结果表明了该算法的有效性。

玻璃纤维缠绕机结构设计和芯模参数化设计

在机械式缠绕机的基础上,增加了吐丝头的伸缩、回转机构及张力控制机构,研发出一种新型的四轴联动的玻璃纤维缠绕机。通过计算机控制使该缠绕机四轴联动,结合相应芯模的缠绕方法,可方便快速的实现对矩形芯模、压力容器芯模等常用芯模的缠绕。为了减小缠绕过程中各层纤维之间张力的影响,采用阶梯式张力控制施加的方法;为了提高芯模的设计速度,基于Solidworks完成常用芯模的参数化设计,并构建了常用芯模的模型库,实现随时调用想要特征的芯模。

飞机舱内声品质的音色参数表达

为有效地描述噪声音色对飞机舱内声品质的影响,开展了3组主观评价实验:不相似度评价、语义细分和偏好度成对比较。首先,不相似评价实验表明,飞机舱内噪声的音色可由一个4维空间表示;然后,回归分析发现后2个维度与语义细分尺度具有关联,其中维度3可描述为"轰鸣的"和"低沉的",而维度4可描述为"刺耳的"和"有节奏的";接着,利用4个声学参数(噪度、ERB谱峰度、短时谱偏度和ERB谱变化)得到了音色空间每个维度的定量表达;最后,通过分析被试偏好度和4个音色参数间的关系,发现偏好度较高的声音具有较少的线谱、随机性较强,同时其频谱具有平坦对称的分布。

双馈风力发电系统柔性并网控制策略研究

介绍了在空载条件下双馈风力发电系统柔性并网的控制策略研究。通过分析空载并网的基本思路,推导并建立双馈电机在空载条件下并网的数学模型,提出按照定子磁链定向矢量控制以及电网电压定向矢量控制结合的空载并网控制方案,并利用仿真软件Matlab搭建仿真模型进行仿真。仿真结果表明:在该控制策略下,定子电压很好地实现了对电网电压的快速跟踪,并网时刻冲击电流很小,并快速完成了风力发电系统的软并网。

永磁直驱风力发电机滑模变结构直接功率控制

对永磁直驱风力发电机变流器脉宽调制策略及机侧控制模式进行了分析。提出滑模变结构永磁直驱风力发电机直接功率控制,结合风能最大功率跟踪控制策略定叶尖速比法和机组恒定气隙磁链控制设计滑模变结构直接功率控制器,其机侧脉宽调制开关频率恒定、无需同步旋转坐标变换及机端电压相位信息,能有效减小机侧变流器容量且控制结构简单,动态性能优良。仿真研究验证了所提理论分析方法和控制策略的正确性和有效性。

基于神经元PID的风力发电机组独立变桨控制

针对传统统一变桨距控制策略存在的不足,基于风力机空气动力学原理,提出了基于神经元PID的独立变桨距控制策略,将测量的桨叶根部My方向载荷通过神经元PID控制算出d、q轴的桨距角,经反Park变换得到3个桨叶的附加桨距角,将其与统一变桨距角相加作为独立桨距角的设定值。并借助Fast软件平台以2MW变速变桨风力发电机组为例,仿真比较了独立变桨距控制策略与统一变桨距控制策略。结果表明,独立变桨距控制策略能有效保证在额定转速下机组输出功率稳定,且能有效降低风力发电机组各零部件的疲劳载荷。

风机叶片静力加载节点优化及试验研究

为了验证风机叶片能够承受设计规定的极限载荷,保证试验弯矩分布尽可能接近设计值,研究了叶片静力加载节点优化及试验。采用多点加载模式,优化各节点的牵引力,匹配加载过程的叶片弯矩;基于分布式多级网络控制结构,设计动态主从式PID控制算法,协调各个节点的牵引力,实现叶片5节点全尺寸静力加载试验。现场试验证明:加载过程中加载点牵引力能保持平稳、协调变化,加载点的牵引力过程误差最大值约为±5%,测量点的挠度误差均低于±7%,获得较好的控制效果,满足风机叶片静力加载试验要求。

变风量空调系统通用工控软件设计

变风量空调由于节能而被广泛接受,但其控制要求比较复杂。目前变风量空调已使用很广,但各公司的控制系统都不兼容,给用户使用、开发、改进、扩展带来了困难。本文以通用的工控软件MCGS为平台,设计了用于变风量控制的通用软件,以推动变风量空调更广泛的应用。

兆瓦级风力发电机组电控系统设计

对变速恒频风力发电系统的运行状态进行了研究,分析了系统从启动到停止过程中,各个工作状态下的控制要求和控制方法。根据电控系统的控制要求,对系统的输入输出信号和控制单元进行了分析。在此基础上确定了控制系统的硬件配置,并基于模块化的编程思想,设计了控制程序,最后就系统安全运行及可靠性问题作了详细的讨论。

基于无级调速原理的并网型风电系统设计

针对变频器对风电系统的影响,提出一种用于并网型风电机组恒频输出的无级调速系统。该调速装置由可连续调速电动机和差动轮系组成,通过调节电动机的输出转速,电动机调速传动系统可以实现在不同的风速下的恒转速输出,从而实现发电机恒频输出。建立所设计的电动机调速传动系统SIMULINK模型,并采用美国国家可再生能源实验室开发的FAST(fatigue,aerodynamics,structures and turbulence)软件模拟不同风速下1.5 MW风力发电机的工作情况。通过FAST和SIMULINK仿真试验,在不同风速条件下,验证了设计的电动机调速传动系统。以上研究工作为并网型风电机组的无级调速传动系统设计奠定了一定的理论基础。