风力发电机组的独立变桨控制

为了实现风力发电机组3个桨叶的独立控制,依据风力机空气动力学原理和风剪切效应,提出了基于桨叶方位角信号的权系数分配独立变桨距控制方法.通过权系数对3个桨叶统一的桨距角进行重新分配,将统一变化的变桨角转化为每个桨叶独立变化的桨距角.以2MW变速变桨风力发电机组为研究对象,基于Bladed软件平台对该控制策略与传统的变桨控...     

数字物理混合的变桨距控制器综合实验平台

为了对变桨距控制器及其执行机构进行研发和测试,提出一种数字物理混合的综合实验平台解决方案.将风电场风况、风力机、发电机等外部环境采用数字模型仿真,变桨距控制器及执行机构采用物理真机运行,结合计算机辅助设计技术,完成软硬件间的数据采集与转换,实现嵌入式变桨距控制器综合实验平台的数字物理混合设计.仿真结果表明,该平台可靠性高,稳定性好,成本低,能够解决变桨距控制器的实验室开发与研究.     

风力机模拟原理和实验平台设计与实现

采用相似理论和标幺方程一致性,建立风力机比例模型,明确了模拟系统与实际系统的对应关系。设计了由变频器与三相异步电动机构成的风力机与发电机的物理结构,实现了一套风力机模拟实验平台。基于LabVIEW,在上位机实现风力机模型与电机控制策略,并建立了整体监控界面。该平台能模拟不同风速、不同桨距角以及不同输出功率等条件下的风力机特性。实验结果证明了平台构建的合理性和正确性,满足了风电技术教学与实验研究的需要。     

基于SVM实现风力机组控制系统参数优化

分析了风力机的基本特性,阐述了风力发电机组控制系统在低于额定风速时风力机的最大风能捕获及高于额定风速情况下的变桨距控制。在此基础上,利用SVM(support vector machines)优化风力机的风能利用系数以及变桨距控制系统的控制参数。仿真分析表明,风能转换系数的支持向量机模型具有很好的精度和泛化性能,而优化后的变桨距控制系统可对输出功率的调节获得较好的效果,保证风电系统的恒功率输出。     

基于变桨法的双馈风力机在变风速段内的仿真控制研究

本文主要研究了基于变桨法的双馈风力机的控制方案,并在simulink平台上搭建了装机容量为1.5MW的DFIG机组全风速段桨距角控制模型,对机组工作于最大功率跟踪状态、恒定转速状态、恒定有功出力状态下风速变化时机组各参数的变化进行了分析;尝试在控制系统中引入功率补偿,并对补偿前后的效果进行了对比。     

基于PLC的全功率风力发电实验平台

设计和建立一个基于PLC的全功率风力发电实验模拟平台。PLC作为主控制器,通过两台变频器分别控制一台3 kW的全功率风力发电机和一台4 kW的风力机;ATV71变频器带动风力机模拟实际环境风力变化,外界输入的风能功率通过ATV71的转矩控制反映;四象限变频器ACS800通过磁通矢量控制给定全功率风力发电机的速度,发电机在电动机带动下工作在回馈制动状态,回馈的电能通过四象限变频器ACS800传递给电网。转矩控制使用一个简单的风机模型用于计算给定转矩。长时间运行验证其稳定性,同时得到静态特性下系统的最大功率点。系统运行结果:运行曲线与理论期望相符,最大功率点在500 r/min左右,可以承担后续研究任务。四象限变频器大大减少了系统的复杂度。     

基于风力发电的电动变桨故障模拟系统设计

以风电机组变桨距系统结构为依据,搭建了适用于实验研究的风电机组电动变桨故障系统实验平台。给出了系统结构、主要电路和实验流程。该实验平台由故障输入子系统和故障输出子系统两部分组成,能够进行电动变桨过程实验和变桨故障测试实验,使学生充分了解变桨原理,进行风电机组功率稳定输出、风速引起风力机受力不均匀载荷和降低变桨距系统故障率方面的学习和研究。     

旋转阀控马达变桨距的建模与载荷补偿的对比性实验研究（英文）

目的:风速的随机瞬变容易导致风电机组输出功率的大幅波动。本文拟采用数字旋转阀控马达变桨距技术,以有效地提高各种风况下的风电机组输出功率平滑控制的性能,并采用变桨载荷补偿的方法,以提高变桨距控制的精度和抗干扰能力。创新点:1.提出数字式旋转阀控马达变桨距的控制技术,推导得出变桨距控制的模型;2.提出变桨距载荷补偿的控制方法,以提高变桨距控制的精度和鲁棒性;3.搭建实验台,并与伺服阀控马达变桨距进行功率平滑控制的对比性研究。方法:1.通过理论推导,构建旋转阀控马达变桨距的机理模型,得到输出桨距角与输入控制信号之间的定量关系;2.通过对比性实验分析,验证旋转阀控马达变桨距在输出功率平滑控制方面的高效性。结论:1.相比于伺服控马达,数字式旋转阀控马达变桨距能更有效地平滑风电机组的输出功率,提高输出功率的稳定性和质量;2.变桨载荷补偿的方法能更为有效地提高旋转阀控马达变桨距控制的精度、响应速度和鲁棒性。     

基于PLC的风力发电控制系统设计

利用可编程序控制器PLC实现了风力发电机的偏航控制、变桨距角控制、自启动控制等功能,并对控制系统进行了仿真与测试,设计了风力发电机控制系统的WinCC监控组态界面,实现了风力发电机组的实时监控功能。     

基于E-Wind Turbine实验平台的风力发电控制系统

风力发电系统具有规模大、实际现场培训成本高、危险系数高等特点,因此基于风力发电仿真设备的风力发电控制研究是十分必要的。以E-Wind Turbine实验平台为例,详细介绍了变速、变桨距双馈风力发电系统实验平台的构成与控制策略的实现方法。基于S7-1200系列的PLC控制器,利用PORTAL STEP 7集成开发环境,实现了风机的偏航、转速控制以及功率控制。仿真实验结果表明,设计的风力发电控制系统可以有效地模拟实际风力发电机的各种控制要求,为风力发电控制策略的研究提供了一种有效手段。