基于半物理仿真平台的风力机PID控制研究

针对变速变桨风力机组的特点,基于风力机半物理仿真平台,根据建立的组合风速模型及风力机不同的运行区域,研究了考虑机械传递、阻尼等因素的风力机PID控制方法,并进行了实验验证。结果表明,真实物理平台实验更能体现风力机的机械特性,建立的PID控制方法也较为贴近真实风机的控制特性。     

压电能量收集器的研究现状

压电能量收集器是能量转换的核心器件之一,其性能的好坏直接决定输出能量的大小及能量转换效率的高低。综述了压电能量收集器的组成部分和各个方面:压电材料、器件结构及振动模式的特性、应用状况和存在的问题,分析了各部分的优缺点,并对压电能量收集器的研究方向作了展望。     

兆瓦级风力发电机组变桨距控制系统研究

分析和建立了兆瓦级风力发电机组各个部分机理模型以及有效风速的模型,针对变桨距风力发电机组在低风速最大风能捕获和高风速额定功率保持的控制目标,建立数学模型。并应用MATLAB对PID控制器下的系统模型进行仿真,结果表明模型的可行性。     

电气和控制设备在风电机组的检修分析

最近几年，风电装机的容量正在快速增长过程中，为人类提供了大量的绿色能源，有助于电气事业的发展。本文在对电气系统故障检查工作思路进行有效归纳总结的基础上，明确了控制系统以及电气系统设备的主要功能，从而探究有效的设备检修方法，为风电装机组件检修提供支持。     

一种高效压电式能量回收接口电路的优化设计

阐述了几种压电发电机接口电路的工作过程和原理,包括标准能量回收电路,同步电荷提取电路,并联同步开关电感电路,串联同步开关电感电路和双同步开关电感电路,并从阻抗匹配角度分析了以上五种电路输出最大功率时的最佳负载阻抗范围。为了最大化地回收自然界中的振动能量,以双同步开关电感电路为例,针对其控制过程复杂且要求精确的特点,提出了一种具体的硬件电路实施策略并进行了Pspice仿真。仿真结果与理论值吻合。     

基于奇异扰动的永磁风力发电机组双时标控制

针对永磁风力发电机组电气时间常数与机械时间常数不同时间量级的特点,利用奇异扰动理论将永磁风力发电机组的高阶模型解耦成两个时标下的子系统,实现了对变量的解耦和模型的简化。而后,分别采用基于Lyapunov函数的设计方法和哈密顿能量方法对两个子系统进行控制,再通过组合获得整体控制律,实现了对整个永磁风力发电机组的控制。进一步通过理论证明验证了组合控制律的可行性。最后,仿真结果表明本文提出的控制策略具有较好的准确性和快速性。     

直驱永磁同步风机低电压穿越控制方法研究

本文给出了用于直驱永磁同步风力发电系统暂态分析的传动轴系的双质块模型和全功率变流器数学模型,分析了低电压故障下直驱永磁风力发电系统的暂态特性。提出了相应的变流器改进技术措施,利用PowerFactory/DIgSILENT仿真软件对所设计的LVRT改进控制方法进行仿真建模,并验证了其有效性。     

基于dsp直流电机调速系统的设计

在工程实践中,有许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节,并且要求有良好的静,动态性能。采用DSP控制器控制后,整个调速系统实现全数字化,结构简单,可靠性高,操作维护方便,电机稳态运行时转速精度可达到较高水平。直流电机具有调速平滑,调速范围广等优良的调速特性。又由于直流调速系统是自动化专业教学的重点,本设计为学生们提供了一个良好的实验平台,同学们可以通过此平台进行直流电机调速的实验,可以通过改变PI参数理解PID算法对直流电机启动和调速性能的影响。     

直激式压电风力发电机的结构及其特性

随着无线传感网络技术的日趋成熟及其在环境监测等领域应用的普及,为其供电的微小型流体发电机研究受到国内外学者的广泛关注,其中利用压电进行风能回收已成为一个研究热点。首先,介绍了现有压电风力发电机的优势、特点及适用场合;其次,重点对直激式压电风力发电技术的发展概况与研究进展进行了分析与总结,归纳了直激式压电风力发电机的主要结构、基本原理、特性及应用情况;最后指出目前直激式压电风力发电机以梁式结构为主,振动方式以颤振和弛振为主,且缺乏统一的数学模型,以及现有的发电机存在结构可靠性低、稳定性较差等问题。以宽频带、高可靠性和集群布置为进一步发展趋势,以期推动直激式压电风力发电机的进一步发展与应用。     

基于变增益的风力机变桨距控制研究

针对大型变速变桨风力发电机组在额定风速以上如何降低发电机转速波动的控制技术进行研究发现,在高风速下,风力机的桨距角变化对于风速而言是非线性的。本文提出通过合理改变控制器的增益值使得控制器参数的变化能够跟随桨距角,从而稳定风力机的运行。基于Matlab进行的仿真研究表明,相对于传统的PI控制策略,该控制策略能够更有效的抑制转速波动。     

Structural control of floating wind turbines

The application of control techniques to offshore wind turbines has the potential to significantly improve the structural response, and thus reliability, of these systems. Passive and active control is investigated for a floating barge-type wind turbine. Optimal passive parameters are determined using a parametric investigation for a tuned mass damper system. A limited degree of freedom model is identified with synthetic data and used to design a family of controllers using H_∞ multivariable loop shaping. The controllers in this family are then implemented in full degree of freedom time domain simulations. The performance of the passive and active control is quantified using the reduction in fatigue loads of the tower base bending moment. The performance is calculated as a function of active power consumption and the stroke of the actuator. The results are compared to the baseline and optimal passive system, and the additional achievable load reduction using active control is quantified. It is shown that the optimized passive system results in tower fore-aft fatigue load reductions of approximately 10% compared to a baseline turbine. For the active control, load reductions of 30% or more are achievable, at the expense of active power and large strokes. Active control is shown to be an effective means of reducing structural loads, and the costs in power and stroke to achieve these reductions are demonstrated.     

风力发电机组功率曲线分析研究

在风电机组将风能转换为电能所经历的三个环节基础上,以内蒙古赤峰市某一风电场的风电机组为研究实例,对影响风力发电机组功率曲线的主要因素进行了简要研究,并得出了影响风电机组功率的重点因素为发电机变频控制性能的结论。     

对于风电场电气设备中风力发电机的运行维护的措施

风力发电机是实现风能、机械能与电能之间相互转化的机电设备,在风电场中风力发电机是十分重要的设备,长期使用过程中风力发电机很容易出现各种故障问题,对此必须要加强对各种故障的处理,提高风力发电机的运行效率.本文对风力发电机运行维护的相关策略进行分析和探讨.     

关于风电场风电机组中风力发电机的运行维护分析

本文通过风电机组中风力发电机的常见故障分析,针对故障诊断难点问题,优化风力发电机的运行维护环节,重点加强故障难点的维护工作,为风电场风电机组的运行维护提供新的思路.     

风力机叶片翼型改进方法的研究

以最大相对厚度较小的某风力机新翼型为研究对象,拟对其进行结构改进。利用FLUENT软件计算了该翼型吸力面和压力面上沿来流x方向的切应力,据此找到了吸力面边界层分离点,以此点开始对翼型吸力面沿后缘点进行适当加厚,并对修改前后的翼型进行了气动特性对比分析。结果表明：从翼型压力面边界层分离点到后缘点对翼型进行适当加厚处理,对其气动性能影响不大,却可改善风轮的结构动态特性,为满足工艺需求,在叶片实际加工中对后缘部分进行适当加厚处理是可行的。     

关于风电机组振动监测与故障诊断探究

在社会经济不断发展的情况下,国内愈加地重视绿色能源,在各种绿色能源中,最为重要的清洁能源之一就是风能。风力发电机组的使用,使得风能能够向着电能方向转换,从而实现对此种绿色能源的广泛应用。为确保风电机组能够正常、平稳地运行,需要采用科学的风电机组振动监测系统,对机组状态进行及时的监控,实现对各种故障的有效诊断。本项目主要对风电机组振动监测及故障诊断的相关内容进行分析,从而促进对风能的有效利用。     

基于风致振动机理的微型压电风能采集器

提出一种基于风致振动机理的微型风能采集装置,可将风能转换为电能加以利用。装置主要包括腔体和压电薄膜振动传感器,传感器一端固定,另一自由端附加细长圆柱体结构。利用细长圆柱体在气流中更易诱发涡激振动的原理,并结合结构体在一定气流条件下存在的其他风致振动机理,该装置可将风能转换为压电薄膜传感器的振动,然后进一步转换为电能。本结构设计尺寸为30mm×16mm×14mm,在风速为7m/s,外加负载为1.8 MΩ时,可以获得0.84μW的有效功率。同时可通过并列增加压电薄膜梁结构的数量来提高能量采集的效率。     

双馈感应风力发电机直接转矩控制的研究

直接转矩控制技术已经广泛应用于感应发电机的调速控制领域,并已取得良好的控制效果,而双馈风力发电机的直接转矩控制主要工作在低频区域,并且它的低频特性是一个研究热点。文章对变速恒频双馈风力发电机直接转矩控制进行了理论分析,阐述了它的工作原理结构,推导出具体的控制方程,并对它进行仿真,结果证明双馈感应风力发电机直接转矩控制在风力发电系统中具有利用率高,并网冲击小,并网速度快的优点。     

VACON变频器在直驱型风力发电系统独立变桨中的应用可行性分析

直驱型风力发电系统是一种应用前景看好的变速恒频风力发电方案,为提高风能的利用率和风力发电经济效益,提高系统稳定性降低维修成本,迫切要求对风力机进行独立变桨控制。本文介绍了直驱型风力发电系统的拓扑原理和风力机的特性曲线,并以基于同步电动机的变桨执行机构为平台,介绍了Vacon NX型变频器的控制功能,并对其在独立变桨场合的应用可行性进行了分析,由Vacon NX系列变频器的各项参数和性能指标可知,其应用于变桨控制中是可行的,是实现高效、可靠独立变桨控制的良好途径之一。     

基于扩展滑膜控制器的PMSM无速度传感器研究

本文设计了一种基于永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制（DTC）的扩展滑膜观测器,通过测量定子电压与电流,获得电机的转速和转子位置。MATLAB仿真结果表明,扩展的滑膜观测器在空间矢量电压直接转矩控制（SVPWM-DTC）中,所得转速更接近实际转速。