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大型变速风力发电机组的自适应模糊控制 被引量:50
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作者 张新房 徐大平 +1 位作者 吕跃刚 柳亦兵 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第3期573-577,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 风力发电机纽 变速控制 变桨距控制 自适应最优模糊系统 模糊逻辑推理系统 变论域
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风力发电机及风力发电控制技术综述 被引量:44
2
作者 刘细平 林鹤云 《大电机技术》 北大核心 2007年第3期17-20,55,共5页
介绍了各种类型风力发电机及其风力发电系统的特点,论述了风力发电机组的定桨距失速控制、变桨距控制及变速控制等控制方式,阐述了具有鲁棒性的非线性智能控制技术在风力发电中的应用研究。通过对比各种风力发电机和各种控制方法的优缺... 介绍了各种类型风力发电机及其风力发电系统的特点,论述了风力发电机组的定桨距失速控制、变桨距控制及变速控制等控制方式,阐述了具有鲁棒性的非线性智能控制技术在风力发电中的应用研究。通过对比各种风力发电机和各种控制方法的优缺点,对未来风力发电机和风力发电控制技术的发展趋势做了展望。 展开更多
关键词 双馈异步发电机 永磁同步发电机 智能控制 变桨距控制 风力发电机
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基于MATLAB的风力发电机组建模和仿真研究 被引量:47
3
作者 陈虎 孟克其劳 马建光 《节能技术》 CAS 2012年第1期24-28,共5页
变桨距控制技术是风力发电机组提高对风能的利用的有效方法,由于外界环境的随机性和控制变量的多样性,风力发电系统是一个非线性的系统,其数学模型的建立和仿真是一个难点。本文基于Matlab软件平台,采用机理建模法建立了风力发电机组的... 变桨距控制技术是风力发电机组提高对风能的利用的有效方法,由于外界环境的随机性和控制变量的多样性,风力发电系统是一个非线性的系统,其数学模型的建立和仿真是一个难点。本文基于Matlab软件平台,采用机理建模法建立了风力发电机组的各个分系统的子模型,组合成整个机组的数学模型,并采用PID控制算法实现风力发电机组在不同风速下对风能利用的最大化,仿真结果验证了系统模型和控制算法的正确性,为风机控制的创新奠定了理论基础。 展开更多
关键词 风力发电机组 变桨距控制 风机建模 PID控制
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风电机组变速与变桨距控制过程中的动力学问题研究 被引量:33
4
作者 叶杭冶 潘东浩 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1321-1328,共8页
讨论了额定风速以下的变速运行控制和额定风速以上的变桨距控制以及变速与变桨距两种控制策略的相互耦合关系;分析了风电机组主要部件包括叶轮、传动系统、塔架的各阶振动模态以及它们之间的相互影响力;提出了转矩控制对传动系统扭转振... 讨论了额定风速以下的变速运行控制和额定风速以上的变桨距控制以及变速与变桨距两种控制策略的相互耦合关系;分析了风电机组主要部件包括叶轮、传动系统、塔架的各阶振动模态以及它们之间的相互影响力;提出了转矩控制对传动系统扭转振动和变桨距控制对塔架前后振动的影响力及控制方案;应用BLADED和MAT- LAB软件对主要控制环节进行设计及参数调整,并对机组的控制效果进行仿真。结果表明,所采用的控制策略和控制算法能够满足控制要求,并能有效地解决动力学问题。 展开更多
关键词 风电机组 变速 变桨距控制 动态特性 阻尼 振动
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风力发电机组的变论域自适应模糊控制 被引量:12
5
作者 张新房 徐大平 《控制工程》 CSCD 2003年第4期342-345,共4页
建立了变速变桨距风力发电机组的简化模型。在此基础上,将变论域自适应模糊控制应用到风力发电机组的转速和桨距控制系统中,改善风力发电机组的风能捕获性能。变论域自适应模糊控制器在保持规则形式不变的前提下,论域随着误差的变化而... 建立了变速变桨距风力发电机组的简化模型。在此基础上,将变论域自适应模糊控制应用到风力发电机组的转速和桨距控制系统中,改善风力发电机组的风能捕获性能。变论域自适应模糊控制器在保持规则形式不变的前提下,论域随着误差的变化而变化。这种控制器不但具有经典模糊控制的优点,如不需要精确的数学模型,产生非线性控制动作,良好的动态性能等,而且具有较高的控制精度。仿真结果证明该方法改善了风力发电机组的控制性能。 展开更多
关键词 风力发电机组 自适应模糊控制 变论域 变速控制 变桨距控制
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直接驱动型风力发电系统低电压穿越控制策略 被引量:35
6
作者 李建林 徐少华 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期29-33,共5页
提出了直接驱动型永磁同步风力发电系统在电网故障前后的控制策略。采用基于二阶广义积分闭环电网电压跌落检测方法,可精确得出电网电压故障信号、正序分量幅值、相位角。电网电压故障信号送给变桨距执行机构,最大限度地调节桨距角,屏... 提出了直接驱动型永磁同步风力发电系统在电网故障前后的控制策略。采用基于二阶广义积分闭环电网电压跌落检测方法,可精确得出电网电压故障信号、正序分量幅值、相位角。电网电压故障信号送给变桨距执行机构,最大限度地调节桨距角,屏蔽部分输入功率,提高系统低电压穿越能力;探索直驱风电系统在电网电压跌落发生后的控制策略,并实现与正常运行模式的快速平滑切换。故障前,网侧变流器运行在单位功率因数状态,保持直流侧电压恒定;故障后运行在STATCOM模式,依据检测环节所提供的电网电压正序分量幅值和相位角来决定变流器所发无功电流的量值,为电网提供动态无功支持。基于超级电容器的双向DC/DC变换器作为直流侧保护电路,来快速维持直流侧电压稳定。 展开更多
关键词 风力发电 同步发电机 直接驱动 低电压穿越 STATCOM 变桨距 控制 保护 DC/DC变换器
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变速变桨距风电机组的高风速变桨距控制 被引量:30
7
作者 王斌 吴焱 +2 位作者 丁宏 杨卫民 余华武 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期81-83,共3页
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... 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。 展开更多
关键词 风力发电 变速变桨距风电机组 变桨控制 分段PI控制 风电试验
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风力发电技术研究及发展 被引量:14
8
作者 刘细平 于仲安 梁建伟 《微电机》 北大核心 2007年第4期76-79,共4页
介绍了当前风力发电机的主要驱动方式和风力机的功率调节方式,阐述了恒速恒频、变速恒频发电技术的特点,论述了具有鲁棒性的非线性智能控制技术在风力发电中的应用。通过对比各种风力发电技术和各种控制方法的优缺点,对未来风力发电技... 介绍了当前风力发电机的主要驱动方式和风力机的功率调节方式,阐述了恒速恒频、变速恒频发电技术的特点,论述了具有鲁棒性的非线性智能控制技术在风力发电中的应用。通过对比各种风力发电技术和各种控制方法的优缺点,对未来风力发电技术的发展趋势作了展望。 展开更多
关键词 风力发电技术 永磁发电机 智能控制 变桨距控制
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大型风电机组限功率运行特性分析及其优化调度 被引量:24
9
作者 肖运启 贺贯举 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第20期18-25,120,共9页
近年来大量风电场的并网给电网安全运行带来困难,为此电网调度部门对所辖风电场提出了严格的限发要求。变速风电机组需要从传统的最大风能利用运行模式向限功率运行模式转变,由于风力机功率特性具有强非线性,运行模式的改变对风电机组... 近年来大量风电场的并网给电网安全运行带来困难,为此电网调度部门对所辖风电场提出了严格的限发要求。变速风电机组需要从传统的最大风能利用运行模式向限功率运行模式转变,由于风力机功率特性具有强非线性,运行模式的改变对风电机组以及风电场的控制策略提出了更高的设计要求。提出了一种考虑风电机组限功率运行状态优化的风电场功率调度策略。首先,基于小扰动分析方法分析了限功率运行下风电机组非线性模型的稳定特性;然后,提出了一种限功率运行状态评价指标;接下来,建立了风电场功率调度多目标优化模型,并基于遗传算法设计了求解策略。最后,结合实际算例验证了所提调度策略的有效性。 展开更多
关键词 风力发电 风电机组 变桨控制 功率优化调度
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永磁直驱风机基于虚拟同步技术的高、低电压连续故障穿越策略 被引量:19
10
作者 王德胜 颜湘武 +2 位作者 贾焦心 李锐博 李铁成 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期2164-2174,共11页
“双高”电力系统中,并网风机机端故障电压越发呈现高、低连续振荡的特点,这增加了机组穿越难度和脱网概率。该文基于虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)技术设计了一种直驱风机高、低电压连续故障穿越策略:有功控制通过改... “双高”电力系统中,并网风机机端故障电压越发呈现高、低连续振荡的特点,这增加了机组穿越难度和脱网概率。该文基于虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)技术设计了一种直驱风机高、低电压连续故障穿越策略:有功控制通过改进VSG技术设计功率补偿项,对外增加系统频率支撑,对内减少母线电压波动;无功控制以行业标准为依据,通过向电网注入无功电流支撑电压恢复。其中,低穿时通过超速限功率、紧急变桨等变功率跟踪方法快速、精准平衡有功流动,高穿时通过动态调节直流母线电压增加网侧逆变器可控性,以此提高机组故障连续穿越能力。相较于传统电流源特性的双闭环控制,应用电压源特性的VSG技术有利于提升故障期间风机的电网支撑作用。设计的穿越策略可持续性更强,能承受长时间、多频次、大范围的连续故障电压冲击,提高了机组在恶劣工况下的并网生存能力。最后结合Matlab/Simulink仿真平台进行实验验证。 展开更多
关键词 虚拟同步技术 连续穿越 功率补偿 变功率跟踪 紧急变桨
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直驱永磁同步风电机组在全风速范围内的控制策略研究 被引量:20
11
作者 颜湘武 李君岩 魏星 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2019年第23期138-144,共7页
为实现直驱式永磁同步风电机组在全风速范围内的高效、稳定运行,提出了一种基于最优转速给定的最大功率点跟踪控制策略与一种变桨距控制策略。当风速波动时,发电机转子转速的参考值将根据风电机组运行状态的不同选择不同的计算方式,使... 为实现直驱式永磁同步风电机组在全风速范围内的高效、稳定运行,提出了一种基于最优转速给定的最大功率点跟踪控制策略与一种变桨距控制策略。当风速波动时,发电机转子转速的参考值将根据风电机组运行状态的不同选择不同的计算方式,使得风力机功率系数最大或稳定在额定转速不超速。而桨距角的大小将根据发电机的输出功率变化,当输出功率小于额定值时保持为0,大于额定值时增大使得输出功率稳定在额定值附近。最大功率点跟踪控制系统及桨距角控制系统都以发电机的输出功率大小作为控制方式的切换条件,无需复杂的切换规则。在Matlab/Simulink仿真平台上全风速范围内的风电机组的运行结果验证了所提出的控制策略的正确性与有效性。 展开更多
关键词 直驱式永磁同步发电机 最大功率点跟踪控制 变桨距控制 全风速 控制策略
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电动变桨距控制系统设计与实现 被引量:15
12
作者 窦真兰 王晗 +1 位作者 凌志斌 蔡旭 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2011年第7期1-4,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 风力机 变桨距控制 电伺服 有限状态机
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神经网络在大型风力发电机电控系统中应用 被引量:10
13
作者 刘新海 于书芳 《微特电机》 北大核心 2004年第2期37-38,47,共3页
设计了一个神经网络控制器,用来控制变桨距大型风力发电机组,为研究风力发电机组的智能控制提供了一种新方法。
关键词 大型风力发电机 电控系统 神经网络 智能控制 调节器
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基于最优模糊推理的风电机组变桨距二维模糊PID控制器设计 被引量:10
14
作者 肖成 陈刚 +1 位作者 冯登超 赵婉丽 《国外电子测量技术》 2013年第10期22-25,共4页
风力发电系统已成为可再生能源利用中必不可少的一部分,它具有多变量、非线性以及不确定等特点,其变桨距功率调节技术逐渐成为主流技术。PID控制技术虽然能满足一般控制要求,但控制效果不很理想。在变桨距功率控制的基础上应用模糊PID控... 风力发电系统已成为可再生能源利用中必不可少的一部分,它具有多变量、非线性以及不确定等特点,其变桨距功率调节技术逐渐成为主流技术。PID控制技术虽然能满足一般控制要求,但控制效果不很理想。在变桨距功率控制的基础上应用模糊PID控制,其中模糊PID控制器采用二维线性规则库和标准三角型隶属度函数的结构,通过MATLAB/Simulink仿真平台,验证模糊PID控制的合理性和优越性。 展开更多
关键词 风电机组 变桨距控制 二维模糊PID控制 MATLAB仿真 最优模糊推理
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基于神经网络的风力发电系统风速软测量 被引量:9
15
作者 刘震 汪令祥 《中国电力》 CSCD 北大核心 2010年第11期87-91,共5页
对风力发电并网系统的有效风速测量问题进行研究。鉴于神经网络可应用于非线性系统的模型与辨识,不受非线性模型类的限制,且可给出工程上易于实现的学习算法,提出基于神经网络的有效风速软测量。对实时采集的风力发电机组的风速样本参... 对风力发电并网系统的有效风速测量问题进行研究。鉴于神经网络可应用于非线性系统的模型与辨识,不受非线性模型类的限制,且可给出工程上易于实现的学习算法,提出基于神经网络的有效风速软测量。对实时采集的风力发电机组的风速样本参数集进行分析、训练及拟合,获得相应的有效风速计算网络。仿真结果表明,有效风速软测量可代替风速仪的作用,是一种非常有效的风速估计方法。 展开更多
关键词 风力发电 风速测量 神经网络 软测量 变桨距控制
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风、浪对海上风电机组振动特性的影响及控制策略 被引量:9
16
作者 刘皓明 赵敏 +3 位作者 田炜 杨苏翔 许波峰 袁晓玲 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期46-51,58,共7页
建立了波浪模型,分析了风力机气动载荷和气动转矩中与水动频率相关的脉动分量产生的原因,并基于GH Bladed平台仿真验证了这种脉动的存在性。为减小这种脉动以及风切变和塔影效应对风力机产生的影响,将积分后的塔顶振动加速度信号与统一... 建立了波浪模型,分析了风力机气动载荷和气动转矩中与水动频率相关的脉动分量产生的原因,并基于GH Bladed平台仿真验证了这种脉动的存在性。为减小这种脉动以及风切变和塔影效应对风力机产生的影响,将积分后的塔顶振动加速度信号与统一变桨距参考信号叠加,减小统一变桨距信号,结合风力机输出功率的3倍频风轮旋转频率(3P)脉动分量以及每支叶片的方位角将其转换为该叶片的桨距角调节信号,实现变桨距控制。仿真结果表明,所提变桨距控制策略不仅能有效平缓风、浪引起的海上风力机叶根挥舞载荷的脉动,还能明显减小其气动转矩以及输出功率的波动,在减小风轮疲劳载荷的同时提高了海上风力机的输出电能质量。 展开更多
关键词 风力 波浪力 气动载荷 气动转矩 变桨距控制 减振
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大型风电机组偏航和变桨距控制系统研究 被引量:5
17
作者 高文元 褚金 +1 位作者 井明波 祝振敏 《中国制造业信息化(学术版)》 2008年第2期59-61,64,共4页
简述了偏航和变桨距系统结构特点和动作要求。针对风速风向非线性变化的特点,采用一种变论域自适应模糊控制研究在风速变化下的兆瓦级风力发电机组偏航和变桨距系统联合互补工作的控制技术。利用MATLAB软件对系统进行了仿真,仿真结果证... 简述了偏航和变桨距系统结构特点和动作要求。针对风速风向非线性变化的特点,采用一种变论域自适应模糊控制研究在风速变化下的兆瓦级风力发电机组偏航和变桨距系统联合互补工作的控制技术。利用MATLAB软件对系统进行了仿真,仿真结果证明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 大型风力发电机组 偏航和变桨距 自适应模糊控制 变论域
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风机爬坡功率的有限度控制策略 被引量:8
18
作者 夏雪 戚永志 刘玉田 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第20期26-32,共7页
大规模、高集中度风电接入系统,增大了风电爬坡风险。文中分析了风电爬坡特性,以及风机本身的功率控制对爬坡特性的影响。在现有风机平滑控制的基础上,提出一种风机爬坡功率的有限度控制策略。该策略引入预测控制理论,通过预测、在线优... 大规模、高集中度风电接入系统,增大了风电爬坡风险。文中分析了风电爬坡特性,以及风机本身的功率控制对爬坡特性的影响。在现有风机平滑控制的基础上,提出一种风机爬坡功率的有限度控制策略。该策略引入预测控制理论,通过预测、在线优化、反馈控制3个模块的配合,优化风机参考功率,使风机有效跟踪参考功率。预测模块采用动态神经网络超短期预测模型得到风功率预测曲线,在线优化模块根据建立的爬坡率和弃风量最小优化模型,通过二次规划算法快速获得优化出力曲线,反馈控制模块产生变速变桨距协调控制规律。仿真结果表明,该控制策略实现了平滑风机出力、增大风机发电量及改善转速特性的目标。 展开更多
关键词 爬坡特性 爬坡功率 有限度控制 变速控制 变桨距控制 出力优化模型
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风电机组变桨距系统的反推滑模控制 被引量:7
19
作者 廖茜 邱晓燕 +2 位作者 江润洲 王刚 李卓艺 《电气传动》 北大核心 2015年第2期45-49,共5页
传统的变桨距控制器在风速快速变化的情况下难以达到良好的效果,为改善系统的动态性能并实现恒功率输出,提出了基于精确反馈线性化(EFBL)的风电机组变桨距系统反推滑模控制方案。该方案首先将原非线性系统模型进行全局线性化处理,再将... 传统的变桨距控制器在风速快速变化的情况下难以达到良好的效果,为改善系统的动态性能并实现恒功率输出,提出了基于精确反馈线性化(EFBL)的风电机组变桨距系统反推滑模控制方案。该方案首先将原非线性系统模型进行全局线性化处理,再将滑模控制和反推控制结合设计出反推滑模控制器(BSMC)。该控制器既保证了风机在高风速下具有良好的稳定性,又避免了单独使用传统反推设计方法带来的计算过程复杂的问题。仿真结果表明,通过与传统滑模控制器(SMC)进行对比,该方案有效地改善了风电机组变桨距系统的控制性能,能够很好地稳定风电机组的输出功率。 展开更多
关键词 风力发电系统 变桨距控制 精确反馈线性化 滑模控制 反推法
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基于功率和载荷协调的变桨距控制策略 被引量:7
20
作者 贺周耀 段斌 +2 位作者 苏永新 潘嘉琪 龙辛 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2012年第3期54-58,63,共6页
风力机启动阶段变桨距实现最佳力矩,额定风速以上时变桨距实现恒功率控制。正常情况下变桨距过程引起的载荷变化不会超过设计阈值范围。但是,当风电机组设备老化疲劳后载荷阈值可能会下降,出现超载荷运行的现象,危害机组安全。本文在建... 风力机启动阶段变桨距实现最佳力矩,额定风速以上时变桨距实现恒功率控制。正常情况下变桨距过程引起的载荷变化不会超过设计阈值范围。但是,当风电机组设备老化疲劳后载荷阈值可能会下降,出现超载荷运行的现象,危害机组安全。本文在建立风电机组数学模型的基础上,分析了桨距角和载荷的内在关系,提出了功率和载荷协调的变桨距控制策略。当风电机组超载荷运行时,改变常规的变桨距控制策略,调整桨距角,优化变桨速率,以降低风电机组输出功率为代价,减小风电机组载荷,保证风电机组安全稳定运行。采用GH Bladed建模仿真,其仿真结果证明了控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 变桨距控制 载荷 功率控制 协调控制
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