距角
- 考慮不變槳風速范圍的風電機組有功功率控制
因僅利用了零度槳距角風輪的被動變速,RSC 方法會在風速升高或電網功率指令降低時退化為只依賴變槳調節的恒轉速控制。為此,文獻［9］提出了集成變速-變槳APC（下文簡稱IAPC）,通過利用任意槳距角風輪被動變速應對風速波動,有效減少了變槳動作。類似地,文獻［14］提出的分段槳距控制也具有利用任意槳距角風輪被動變速的效果?？偨Y現有被動變速APC 方法,槳距角調節均發生在風輪轉速達到轉速邊界時,均為限轉速控制。這使得槳距角設定與風速、風電機組動態和反饋控制器有關
電力系統自動化 2023年3期2023-02-27
- 高湍流低風速下風電機組主動減載控制策略研究
略，即通過增加槳距角以減少風能利用率，完成減載[4];三是超速控制與槳距角控制相結合的減載運行策略[5]。其中主流減載策略為優先超速后續變槳的控制方式，即先在額定轉速以下使轉子超速達到減載的目的，轉子轉速達到額定轉速后繼續通過增大槳距角的方式降低輸出功率。該方法充分利用了超速減載控制快速性的特點，輔以變槳減載，實現全風速段的減載。以上主動減載控制策略對于西部較為平穩的風速可以較好地完成對風電機組的減載。但面對東部地區湍流強度較大的風速，由于超速控制風速段的
電氣自動化 2022年6期2022-12-17
- 電動變槳電磁制動器損壞典型案例分析
，電動變槳系統槳距角控制精度高，氣候適應性好，受溫度影響小，維護方便，國內的風力發電機組大多采用了電動變槳距方式。1 電動變槳系統簡介電動變槳在驅動方式上主要有減速器驅動與變槳軸承相連接的齒形帶進行變槳和減速器小齒驅動變槳軸承內齒圈進行變槳兩種方式，電動變槳系統一般包括變槳控制器，伺服電動機驅動器，變槳伺服電機，變槳減速器，后備電源，傳感器等，其中傳感器主要包括接近開關，限位開關，旋轉編碼器，變槳系統工作時，變槳控制器根據風電機組主控所給的位置或速度指令控
科技風 2022年34期2022-12-14
- 風力發電變槳距模糊自適應PID控制
風速過大時，其槳距角保持不變，只能依靠葉片進入失速狀態，以此使升力不隨風速的增大而增大，達到限制發電機輸出功率的目的，但這對葉片的制造工藝有著很高的要求，還會出現超負荷現象，讓風力發電機組的疲勞損壞加速。而變槳距控制技術可以使槳距角隨著風速的變化而改變，能夠使風機在恒功率狀態下運行，如今已被世界各國廣泛應用。吳俊鵬等采用傳統PID控制器，提前設定好PID控制器的kp，ki，kd參數，以此來控制槳距角的大小，但在運行過程中，PID控制器的參數是固定不變的。目
科技創新與應用 2022年33期2022-11-21
- 計及發電量損失的風電機組調頻自適應控制策略研究
轉子速度控制、槳距角控制以及單臺和多臺之間的協調控制能力。文獻[4]提出了基于慣性控制比例控制方法進行頻率調節，結合變槳距角控制來整定出風電機組靜態調差系數的頻率控制策略，并采用虛擬慣性控制策略實現系統頻率的調整。1 一次調頻下垂特性風電在整個電力系統中的占比不斷上升，因此各地政策標準要求風力發電具備參與一次調頻能力。在電網頻率變化超過一定范圍時，風電機組需按照預設的下垂特性曲線自動增加或降低風電機組出力來參與系統一次調頻，風電機組一次調頻下垂特性曲線如圖
機電信息 2022年20期2022-11-07
- 小型變槳風力機啟動性能研究
僅可以通過改變槳距角提高風能利用率，還可以實現大風條件下控制輸出功率、降低風輪運行載荷。此外，啟動過程中采用較大正槳距角可以產生大的啟動力矩，有助于改善低風速下的啟動性能[3-4]。Afshar等[5]以翼弦分布、扭角和殼體厚度為變量，功率系數和起動時間的組合為目標函數，采用遺傳算法結合葉素動量理論求解葉片幾何形狀，結果表明通過合理設置葉片弦長、扭角等參數可以縮短風力機起動時間，同時保證功率系數小幅下降。唐新姿等[6]采用多目標遺傳算法進行全局優化，以提高
動力工程學報 2022年10期2022-10-19
- 基于數據驅動的風電機組最優槳距角 辨識方法
位于0°是最優槳距角位置；此時，風能利用系數達到最大，輸出功率最大[2]。然而，受葉片安裝誤差、機組外界運行環境變化等因素影響，機組運行時會發生最優槳距角與理論槳距角不一致的情況，從而造成風能利用率的下降；所以，需要對最優槳距角的位置（可正可負）進行研究[3]。辨識最優槳距角，對提升風電機組發電量具有一定的價值和意義。為快速找到風電機組最優槳距角，文獻[4]提出了一種自尋優算法。由于用該方法構造的槳距角評價函數不具有穩定性，所以當風速波動劇烈時，得到的結果
電力科學與工程 2022年9期2022-10-10
- 基于風力發電機組葉根載荷變換槳距角反饋線性化的獨立變槳控制策略研究
片根部載荷變換槳距角反饋線性化變槳距控制原理1.1 控制思想葉輪在旋轉過程中,會受到各種力的影響,受力非常復雜,所受到的各種載荷通過葉根作用到了輪轂,一般情況下,風機受到的載荷有兩種,分別是動態載荷和靜態載荷。 靜態特性的載荷變化比較緩慢或者不變化,對風力發電機組的影響較小,可以忽略不計,在風機設計和制造的過程中,可以通過對風機結構的優化等方式來消除靜態載荷。 運行中的風力發電機,葉片受到自然風、風切變、突變的風等會產生動態載荷,動態特性的載荷隨時間變化,
無線互聯科技 2022年11期2022-08-18
- 考慮風速差異的風電場減載方案與一次調頻策略
過超速減載和變槳距角減載的方式留出備用功率。 文獻[16-17]根據風速差異制定了超速和變槳距角減載策略,低風速下的風機僅采用超速法,中風速下的風機采用超速和變槳距角結合的方法,高風速下的風機則采用變槳距角法,然而在減載中各臺風機承擔相同的減載率,未考慮到不同風速下風機減載能力的差異性。 文獻[18]指出風速越低,風機通過超速的方式提供的減載率越大。 文獻[19]則根據風速的差異,優先選擇低風速下的風機進行超速減載操作,但超速減載的風機均運行于最大轉速處,
電力建設 2022年7期2022-07-04
- 基于差分進化-模糊PID的風電機組變槳復合控制策略
通過調整槳葉的槳距角，改變氣流對葉片的攻角，從而改變風電機組的風能捕獲率，使其輸出功率保持穩定。由于風速變化隨機性較大，PID 控制往往不能保證系統的魯棒性。為了改善風電機組運行性能，文獻［4］提出了一種預報-校正變槳控制策略，該控制策略在高風速時可以降低變槳動作頻率，改善風電機組運行性能；文獻［5］提出了一種新型的異步變槳控制策略，有效地減少了風輪轉矩的波動；文獻［6］提出將模糊控制與Smith 預估補償控制相結合構成模糊Smith預估控制方法，實現了風
浙江電力 2022年5期2022-06-07
- 一種風電機組偏航振動故障的診斷與分析*
時，若葉片三個槳距角相同，三個葉片具有相同的氣動特性，則有Fx1=Fx2=Fx3和a1=a2=a3。由式(1)可求得偏航轉矩Mz=0。但是，若三個葉片槳距角出現偏差，即三個槳距角不同時，各葉片的氣動特性就有所不同，圖3為不同槳距角對應的推力系數曲線。當槳距角增大時，葉片的推力系數明顯減小，這種風輪氣動不平衡現象在三只葉片之間產生推力差，隨著風輪的不斷轉動會造成偏航轉矩的劇烈波動，對偏航機構產生沖擊載荷。當這一推力差產生的附加偏航轉矩動載荷超過偏航制動器的摩
機械工程與自動化 2022年2期2022-05-25
- 減載運行雙饋風力發電機參與系統調頻的多風速段變系數控制策略
子超速控制和變槳距角控制[2]。對于最大功率運行狀態的風機，轉子轉速的增大或減小都能降低風機出力，但減速運行的風機不利于系統穩定，所以一般采用轉子超速控制實現減載[3]。文獻[4]分析了轉子超速控制的減載能力，指出其適用范圍受風機最大轉速限制；文獻[5]采用變槳距角控制，通過增大槳距角實現風機的減載運行；文獻[6]將轉子超速控制和變槳距角控制結合使用，對于不同的風速采用不同的控制方法，充分利用轉子超速和變槳距角控制的優勢。針對DFIG 減小系統慣量的問題，
自動化與儀表 2022年3期2022-03-28
- 新型變槳風力機結構設計與性能分析
要求，若各葉片槳距角在變槳過程中不一致，將由于氣動載荷不平衡造成風力機振動，嚴重時還可能危及機組運行安全，因此，需要額外安裝角位計或其它位置傳感器，將槳葉位置傳輸給變槳控制器，以保證各葉片在變槳過程中槳距角保持一致，避免氣動不平衡造成的危害。本文所設計的新型變槳調節方式由一推桿及同步叉帶動齒輪齒條傳動機構在輪轂內導向臺作用下實現各葉片同步變槳，不需要額外的槳距角位置傳感器，變槳過程中自動實現同步變槳，結構簡單可靠。輪轂內部調節機構安裝示意圖如圖2所示。圖2
可再生能源 2022年3期2022-03-21
- 風電機組葉片槳距角安裝偏差故障診斷
數據來確定葉片槳距角安裝偏差和質量不平衡的檢測辦法，但該方法在實際操作中較為麻煩。劉強[7]針對風電機組變槳系統的各類故障，提出了一種基于支持向量機的故障診斷方法。An等[8]提出利用無線傳感器的遠程監控系統來對風輪不平衡進行識別，但該方法成本較大，不利于提升機組的整體經濟性。Kusnick等[9]采用FAST軟件對一臺5 MW海上風力機質量不平衡和槳距角安裝偏差引起的氣動不平衡進行建模和仿真分析。Bae等[10]也發現由于風輪的氣動不平衡故障，導致塔架和
動力工程學報 2022年2期2022-02-23
- 基于最優槳距計算的風力發電機組控制系統設計
風速以下將葉片槳距角設置為常量，未充分利用葉片在不同葉尖速比下的風能轉換效率。本文在上述研究的基礎上提出了一種基于風速估計的風電機組最優功率控制策略，將風力發電機組當作風速儀，以解決風速測量的問題，同時在額定風速以下通過最優槳距控制器計算出最優槳距角，以使風機始終保持最大的功率輸出，提高風電機組的發電量。最后基于Bladed Hardware Test模塊搭建了硬件在環半實物仿真平臺，對所提出的控制策略進行了實驗驗證。1 變速變槳風力機組的控制策略根據空氣
機械設計與制造工程 2022年12期2022-02-02
- 基于風速分段的DFIG機組綜合調頻控制研究
情況下，不同的槳距角βi對應著不同的輸出功率，且隨著槳距角的增大風機出力減小，因此風機可以通過調整槳距角βi從而留有功率備用參與系統的調頻控制。圖3為不同槳距角時轉速恒為βopt時風輪機特性曲線簇。圖3 不同槳距角所對應的風輪機特性曲線簇當轉子轉速為ωopt時，P1為β1=0時最大功率追蹤模式下的最大機械功率，隨著β1至β3等間隔遞增，在同一最優轉子轉速下ωopt情況下風輪機的機械功率Pm隨著轉速β發生相應的變化。當運行于MPPT模式下，變槳距風輪機存在唯
安徽電氣工程職業技術學院學報 2021年3期2021-10-10
- 基于數值求解優化非線性槳距角偏差
機組液壓變槳的槳距角度測量通常由測量液壓缸行程的線性位移傳感器變換獲得?？紤]液壓缸行程與槳距角的非線性關系，結合大型風電機組實際應用的液壓變槳結構，脫離已有工程軟件（如ADAMS）的約束，基于數值求解，通過建立非線性超越方程組，使用牛頓-辛普森方法，從理論上分析了槳距角測量偏差存在的范圍，提出線性擬合的偏差較大，不應采用線性擬合，并給出了控制缸行程與槳距角度的多項式擬合函數。計算結果確定了液壓缸行程與槳距角度的精確對應關系曲線，為后續液壓變槳系統控制設計和
機電工程技術 2021年3期2021-09-10
- 采用風機限轉矩控制的微電網一次調頻方法
功率輸出取決于槳距角、風速等變量，其空氣動力學模型[15]為(1)式(1)中：ρ為空氣密度；A為葉片的掃風面積；λ為葉尖速比，計算公式為λ=Rrωt/v.(2)式(2)中：Rr為葉片半徑.Cp由λ，β決定，即(3)(4)風力渦輪機輸出的機械轉矩Tt為Tt=Pt/ωt.(5)儲存在轉子上的動能Ek[11]為(6)式(6)中：J為旋轉軸系的轉動慣量.當風電機組正常運行時，一般利用全功率變流器和變槳距系統實現最大功率跟蹤(MPPT).最大功率跟蹤曲線[14]表達
華僑大學學報（自然科學版） 2021年4期2021-07-30
- 以變槳軸承延壽為目標的風電機組變槳策略優化研究
的自抗擾控制使槳距角變化更加精確，穩定輸出功率[10]。DHAR M K 等提出PI控制器，當實際風速大于額定風速時不需過渡即可實現最大功率穩定輸出[11]。FDAILI M等提出PI、滑動模態、反步法和模糊邏輯控制策略的最大功率點跟蹤控制方案[12]。GAO Richie等以葉片槳距角為輸入參數，提出魯棒滑?？刂品椒▽⑥D子轉速控制在額定值附近[13]。王沛元通過遺傳算法優化PID參數的獨立變槳控制策略，減少風電機組傳動振動使功率輸出更加平穩[14]。閆學
分布式能源 2021年2期2021-05-20
- 雙饋風力發電系統中變槳距線性自抗擾控制系統研究
能取決于風速與槳距角，因此根據風速調節槳距角，使風力機始終能捕獲最大風能，實現最大功率輸出. 根據風力發電機的運行特性，可以分為最大功率追蹤區、恒轉速區、恒功率區.當風速大于切入風速、小于額定風速時，為最大功率追蹤區. 為了使風力機捕獲最大風能，固定槳距角θ=0°并保持不變，調節風輪轉速使風力機工作在最佳葉尖速比，系統進行最大功率追蹤，捕獲最大風能，輸出即時風速對應的最大功率.當發電機轉速達到額定轉速后，發電機進入恒轉速運行，進入恒轉速區. 隨著風速增加，
河南科學 2021年2期2021-03-22
- 雙時間尺度下風電主導的微電網頻率控制方法
[7]通過調整槳距角改變風能利用系數，改變了雙饋感應風電機組（Doubly Fed Induction Generator，DFIG）的 功 率輸出，從而進行電力系統調頻。文獻[8]通過調整槳距角的方法使DFIG參與到傳統電網中，但調頻任務仍為傳統火電機組主導。文獻[9]提出了一種在高風速段采用轉速和槳距角配合的二次調頻控制策略。微電網中風電的輸出根據負荷的需求進行調整、控制，不存在最大化利用問題。文獻[10]提出了在風、光、柴、微電網中將虛擬慣性與槳距角
可再生能源 2021年3期2021-03-20
- 含風力發電的互聯電力系統自動發電控制優化方法研究
超速減載控制與槳距角控制。轉子動能控制指的是在風電機組的有功控制系統引入相關的頻率控制環節,從而實現旋轉動能與電磁功率的相互轉化[5]。文獻[6]提出風電機組轉子側變流器可以附加一個短時過載功率,增加有功參考輸出,參與系統調頻;文獻[7]提出利用虛擬慣性控制使風電機組釋放轉子旋轉動能響應系統頻率變化,但因為轉速恢復環節會從電網吸收有功功率,導致頻率的二次跌落;文獻[8]根據不同的風速工況整定下垂控制參數,模擬傳統同步發電機的靜態功-頻特性曲線,參與電網一次
分布式能源 2020年6期2021-01-06
- 基于風速的風力機功率控制研究
可以針對葉片槳的距角進行相應的調整也可以達到調節的目的。在風電機組的額定的風速下，有效的對槳距的角度控制在零度較小的標準范圍中，進而其達到一臺定槳距的風力機，而發電機所輸出的相應功率則依據葉片自身的氣動性伴隨風速的變化；如果實際的功率高于額定的標準功率時，變槳距會對葉片的槳距角進行相應的調整，進而確保發電機所輸出的功率被局限于額定標準范圍的附近，由此最終達到以恒定功率的運行狀態。1 變槳距角控制1.1 變槳距角控制的工作原理變槳距控制的主要功能之一是在高風
科學技術創新 2020年36期2020-12-15
- 風力發電機組最優槳距角自尋優控制算法設計
弊端, 風力機槳距角常常被假定控制在其最優值來使風力機的功率系數最大, 實際情況而言, 風力發電機組葉片在設計、 制造、 現場安裝和實際運行過程中, 可能出現以下情況： 即葉片設計過程中, 理論最優槳距角和生產圖紙有誤差； 葉片制造過程中, 制造誤差或者葉片零刻度盤位置貼錯； 葉片現場安裝過程中, 葉片零位未與輪轂零位對齊； 葉片經過較長時間運行后,氣動性能發生改變, 最優槳距角不再是模型設計時的最優槳距角； 此外, 運行人員操作過程中產生的錯誤等。 上述
東方汽輪機 2020年3期2020-11-04
- 基于隱式廣義預測控制的風電機組控制方法研究
又因為大型風機槳距角的調整具有短時的滯后性，會導致槳葉角度調整不及時，產生過調整、頻繁調整等現象，影響了發電機的轉速和輸出功率的穩定性。因此，準確、及時地控制風力發電系統對于穩定發電機轉速和輸出功率、平滑槳距角、延長機械壽命、提高風電系統的可靠性等具有重要意義。不同風速段采取的控制方法應是不同的，一種好的控制策略可以減小各種因素導致的功率波動，在能夠快速追蹤最大風能的同時保證功率的平滑輸出。風力發電控制技術可大致分為三類：傳統控制方法、智能控制方法和先進控
微電機 2020年5期2020-06-18
- 一種基于改進自抗擾控制器的風電機組變槳距控制策略
來越期望對葉片槳距角進行精確調整，有效控制風電機組的輸出功率[1]。傳統PID控制器雖然在有精確模型的線性控制中取得了較好的效果，但對具有嚴重非線性的風電系統來說，傳統PID控制效果并不符合人們的期望值[2-3]。因此，國內外學者對變槳控制策略深入研究，將一些模糊邏輯控制器、預測控制器、魯棒控制器、自抗擾控制器(active disturbance rejection controller，ADRC)應用到風電變槳控制中，且取得較好的控制效果。文獻[4]提
科學技術與工程 2020年7期2020-04-22
- 帶全額變頻器的感應風力發電系統控制策略*
而且可通過控制槳距角實現變速運行，輸出最優功率，還可通過網側變流器控制功率或支持電網電壓，使得無功功率可控[5-6].但是，較復雜的控制系統在實際應用中受到了一定的限制.為了對發電機勵磁進行控制，有學者不惜以跟蹤功率為代價，控制全額變頻器[7]，但是功率跟蹤設備非常昂貴且捕捉困難，容易產生延時，因此會導致控制決策錯誤.此外，雖然帶全額變頻器的感應發電機系統的變速運行已經得到認可，但是系統由于全額變頻器的隔離作用，在電網遭受大擾動并迅速恢復時仍然可以維持并網
吉首大學學報（自然科學版） 2020年6期2020-04-19
- 低空氣密度下的風力機葉片失速控制技術
之間的夾角φ與槳距角θ表示,即：α=φ-θ。圖1 葉片截面翼型圖Fig.1 Blade Section Airfoil Diagram根據在翼型上升力阻力的定義,得到單位長度上的升力L和阻力D為：式中：ρ為空氣密度,kg/m3;c為葉片弦長,m;Cl為升力系數;Cd為阻力系數。由公式(1)(2)可知,翼型的升力和阻力除與來流風速以及空氣密度有關外,還與Cl和Cd有關,且不同的翼型具有不同升阻力系數,典型的Cl和Cd曲線如圖2所示。由圖2可知,當攻角大于aM
分布式能源 2020年1期2020-03-20
- 模糊控制理論在風電機組變槳控制系統中的應用
據風速變換進行槳距角調節，編寫變槳控制程序以實現控制要求。1 變槳控制系統結構設計在復雜的自然風場環境中，如需保證輸出功率的動態穩定性，則可應用變槳控制系統。常通過控制風電機組風能利用率以達到變槳距控制效果，在低于額定風速下，需盡量多的捕捉風能，不需要調節風輪槳距角，工作狀態與定槳發電機組相同；高于額定風速的條件下，需要調節槳距角保證機組的載荷和輸出不超出設計的設定值[3-5]。1.1 變槳系統工作原理本文采取電動統一變槳控制，槳葉根部與輪轂通過變槳軸承相
現代電子技術 2019年23期2019-12-09
- 直驅風電機組附加慣性和槳距角減載聯合頻率控制策略
文獻［8］采用槳距角減載控制使風力發電機組預留備用功率，同時結合附加慣性控制，能夠同時降低系統頻率的初始變化率和穩態偏差，但是通過仿真求得槳距角和減載水平的函數關系存在著精度限制。文獻［9］采用超速減載控制預留備用功率，同時和附加慣性控制相結合，能夠有效地支撐系統的慣性調頻，減小頻率的穩態偏差，但是當轉速達到額定轉速的時候，該策略便不能實現有效減載。文獻［10］將附加慣性控制、超速減載控制、變槳減載控制相結合，充分發揮不同控制策略的優點，實現了全風速范圍內
山東電力技術 2019年10期2019-11-11
- 基于狀態曲線的風電機組運行工況異常檢測
-轉速、風速-槳距角、轉速-功率、轉速-槳距角5種狀態曲線進行理論介紹，然后結合實際運行數據對其進行了分析。結果表明：由于風速的隨機性和風電機組的慣性，前3種曲線不能很好地區分機組的正常運行狀態和故障狀態，而轉速-功率、轉速-槳距角能夠對機組的異常情況進行準確的監測；以轉速-功率、轉速-槳距角狀態曲線為基礎，分析了機組不同運行工況在狀態曲線上的分布，對各個不同工況分別建立相應的評價體系，通過故障實例分析，表明本文方法能提前感知異常情況，有效提高系統的狀態監
熱力發電 2019年7期2019-08-13
- 無人機螺旋槳槳距測量儀的設計與使用
一種裝置。所謂槳距角（Pitch Angle）也稱節距角，顧名思義，就是槳葉距離上的夾角，即槳葉長度的75%處所對應的槳葉弦長與旋轉平面之間的夾角，如圖1中的β角所示。螺旋槳槳距角的大小直接影響著發動機轉速及飛行器推進力的大小。尤其對于可變距螺旋槳，在試驗階段要多次測量螺旋槳槳距角的大小，用于研究發動機轉速的變化及相應的工作性能，所以，研發一套快速、準確測量螺旋槳槳距角的儀器對于滿足工作需要、提高工作效率極為重要。圖1 螺旋槳槳矩角示意圖 圖2 萬能角度尺
無人機 2019年6期2019-07-30
- 風力發電機組變槳距控制器的研究
過改變風輪槳葉槳距角，進而相應改變風能利用系數，使機組輸出功率保持穩定。但是，風力發電機組具有較大的轉動慣量和較嚴重的非線性，且自然風速變化范圍大，使得對變槳距系統控制困難。由于風能的隨機性和突發性，因此風力發電機組變槳距的控制會受到一定的影響，為此通過對變槳距控制器的研究來實現對輸出功率的穩定控制。文獻[1]介紹了采用PID控制器控制變槳距來消除系統誤差提高輸出功率的穩定性。文獻[2]設計了模糊變槳距控制器使風力發電機組具有更好的動態性能從而降低輸出功率
水電與新能源 2019年1期2019-01-30
- 動態失速下H型垂直軸風力機實時變槳控制規律
分析動態失速對槳距角調節的影響規律；以風輪的最大切向力為目標，得到垂直軸風力機在上風區和下風區的最佳理論攻角分別為14.8°和?14.8°。為使風輪在旋轉過程中維持在最佳攻角附近，基于雙致動盤多流管理論進行Matlab編程計算，建立風輪工作狀態下的受力模型，獲得垂直軸風力機在各個方位的槳距角。通過對0°和180°方位角下的槳距角進行修正，給出垂直軸風力機1周變槳距規律。最后，利用雙致動盤多流管理論對提出的變槳控制規律進行理論驗證。研究結果表明：利用該變槳距
中南大學學報（自然科學版） 2018年10期2018-11-13
- 風力發電機組獨立變槳控制技術仿真與試驗研究
變槳風電機組的槳距角控制分為統一變槳和獨立變槳。統一變槳控制，即控制系統對三套變槳執行機構執行同一槳距角指令，也是目前機組使用最多的控制方式。而隨著變速變槳風力發電機組容量的增加，風輪直徑越來越大，風湍流、風切變、塔影效應、偏航偏差等因素使得整個風輪面受力的不均衡度隨之增強，附加載荷也越來越大，嚴重威脅風電機組的安全運行。獨立變槳控制技術應運而生，通過優化的控制，給每支葉片疊加一個獨立的槳距角信號，來降低這些附加的不平衡載荷，以提高系統運行可靠性和穩定性并
風能 2018年6期2018-09-20
- 小型H型垂直軸風力機變槳機構的優化設計與試驗
垂直軸風力機的槳距角來提升風能利用系數,并制造出采用該機構的風力發電機樣機[5-6];趙振宙等采用擾流技術,通過適當增大局部擾流角的方式來提高風力機的整體性能[7];Sagharichi等通過數值模擬發現給定條件下當槳距角β=-3°時可有效地提高風力機的風能利用率系數,并制作了變槳距垂直軸風力機樣機[8]。上述研究提出的方法對垂直軸風力機風能利用率的提高均能起到一定效果,但大多都是側重于提出解決方案,而對變槳規律的獲取缺少理論解釋,對變槳方法的優化分析缺少
西安交通大學學報 2018年3期2018-04-18
- 風速前饋與模糊PID結合的變槳距控制
率，即通過改變槳距角的大小來改變風力發電機組的風能利用系數，使機組的輸出功率穩定在額定值附近[1]。針對傳統PID控制技術難以在大慣性、強耦合的風力發電機組中取得較好控制效果，國內、外學者提出將智能控制技術應用到變槳控制中[2-3]。其中，滑?？刂芠4]、神經網絡控制[5]、自適應控制[6]、模糊控制[7-11]等智能控制算法逐漸被應用到變槳控制中，且取得了較好地控制效果。文獻[4]中提出了一種改進的滑模變槳控制策略，采用基于支持向量機的趨近律減弱了滑?？?/div>
上海電機學院學報 2018年1期2018-03-16
- 水平軸潮流能發電裝置控制流程設計
,利用改變葉片槳距角的方式來控制裝置的啟動、輸出功率限定和極限工況保護等功能。發電裝置為獨立供電裝置，為一套日產水500 t的海水淡化裝置提供補充性電力能源。電力系統包括控制器、電池組和逆變器等3部分?？刂破鲗l電機輸出的交流電轉換為直流電，并進行斬波升壓處理；充電電路對蓄電池組充電。蓄電池組為蓄能器件，并為逆變器提供直流電。逆變器將直流電轉換為交流電，供海水淡化裝置使用。1.2 控制系統構成樣機的控制系統分2個部分：變槳測控系統和主測控系統。其中，變槳測海洋技術學報 2017年5期2017-11-17
- 電動變槳式潮流能水輪機獲能分析與應用
析了水輪機葉片槳距角對潮流能水輪機獲能的影響規律，研究了水輪機變槳距技術原理及控制策略。在20 kW潮流能水輪機中運用了電動變槳距技術，根據潮流流速的不同，使用最大功率點追蹤控制算法控制槳距角，并對機組運行過程進行實時測試。機組運行數據表明，與非變槳水輪機相比，變槳式潮流能水輪機可有效提高其獲能效率。潮流能水輪機；變槳距；獲能效率；最大功率點追蹤算法；尖速比Abstract: China is rich in tidal energy resources,海洋工程 2017年3期2017-10-12
- 雙饋風機槳距角控制調頻特性研究
明帥／雙饋風機槳距角控制調頻特性研究／ 青島大學 董鵬程 陳明帥／目前，風力發電迅猛發展，由于雙饋風力發電機可以實現有功、無功解耦調節，往往在高功率因數下運行，當電網發生故障或擾動頻率跌落時不能向電網輸送有功幫助電網頻率恢復。本文根據風機運行特性，提出設定槳距角初始值實現備用有功的方式實現調頻特性，仿真結果驗證了所提方案的有效性。雙饋風機；槳距角；調頻0 引言根據我國能源部門統計，我國總裝機容量快速增長，已接近1.5億kW。同時，由于一次能源緊缺與環境污染電器工業 2017年7期2017-08-10
- 一體化變槳驅動器的實驗研究
調節風機葉片的槳距角、進而優化風機的輸出功率為目的。在風力發電機組的起動階段，風速從零上升到切入風速，當風速大于或等于切入風速時發電機發電，并通過變槳系統改變槳距角來調節機組的轉速，使其保持恒定。在最大風能追蹤過程中，槳距角保持不變；當風電機組達到最高轉速時，通過調節風機葉片的槳距角來保證其在最大轉速上實現恒轉速發電；當發電機功率達到最大值時，通過調節槳距角實現恒功率控制；當風電機組在運行時遇到故障就需要進行變槳。由此可見，電動變槳系統應具備較強的動態響應上海電機學院學報 2017年1期2017-04-13
- 變速風力發電機組的變槳控制及載荷優化
控制得到的參考槳距角進行在線補償修正。當風速高于額定風速并發生突降時，前饋補償控制器能夠迅速減小槳距角的設定值，增加風輪吸收的風能。反之，控制器能夠迅速加大槳距角設定值，增大槳距角，減小風能吸收，從而保證風輪轉速能夠快速穩定在額定值附近，降低發電機轉矩波動，維持功率恒定。最后在MATLAB環境下進行仿真研究，驗證了此次控制策略的可行性和有效性。1 風力機變槳控制理論1.1風力機氣動特性分析對于風電系統的機械部分，由空氣動力學[3]可知，風力發電機組從風能捕電氣自動化 2016年1期2016-10-13
- 槳距角對風力發電機輸出功率影響實驗裝置的研究設計
10870)?槳距角對風力發電機輸出功率影響實驗裝置的研究設計趙麗軍，檀煒民，鮑金雨，張立寶，藺凱(沈陽工業大學,沈陽110870)利用風力發電原理，制作簡易定槳距風力發電實驗裝置。測量風力發電裝置輸出功率及風能利用系數，利用測量結果探究同風速下風力發電機有關運行參數隨槳距角改變的變化規律。風力發電機；槳距角；葉尖速比；風能利用系數煤、石油、天然氣等能源在地球上已探明的蘊藏量是有限的，人類目前利用這些能源的消耗速度估算，石油和天然氣不過幾十年，煤不過一百年大學物理實驗 2016年4期2016-09-08
- 變速變槳風電機組陣風控制策略
通常做法是根據槳距角［4-5］或者風速［6］來設計增益調節的變槳控制參數，槳距角或風速越大，則增益越小，這樣雖然避免了槳距角的調節時間過長，但在陣風工況下，風速急劇上升時，槳距角動作比較緩慢，風輪慣性較大，風輪容易發生超速。已有文獻對抑制風輪超速進行了研究，文獻［7］簡化了傳動鏈模型及尾流模型，基于靜態的功率-風速關系，預估出風輪有效風速作為控制器的前饋信號，進行提前變槳動作，但沒有考慮偏航誤差、風輪與塔架的動態特性；文獻［8］基于測量槳葉根部揮舞與擺振方電力自動化設備 2016年12期2016-05-22
- 基于激光雷達的大型風機前饋控制技術
控制風機葉片的槳距角。Supergen 5MW風機線性模型用于測試控制性能，將增加了前饋控制環節的槳距角控制器與單獨使用反饋控制器進行了比較。仿真結果顯示，在激光雷達信號的幫助下，與單獨使用反饋控制器相比，增加了前饋控制的槳距角控制器能夠抑制風速變化引起的擾動并減少風機葉片和塔架的載荷。風機；激光雷達；擾動抑制；前饋控制0 引言先進的控制策略能夠改良風機性能并降低風力發電的生產成本。高性能和可靠的控制器能夠提高能量轉化效率和整個系統的性能，并降低運行和維護電子世界 2016年24期2016-03-10
- 基于多重參考模型的風電場風機尾流模擬
同的入口風速和槳距角的情況下，對其尾流流場的速度和壓力分布進行了研究，發現風場的速度、壓力分布及尾流、入口風速和槳距角變化對整個流場的影響與實際情況一致。該方法能預測風機運行性能和尾流湍流情況，并達到仿真風力發電機組氣動流場的目的，用數值模擬的方法部分取代模型機的實驗，既可縮短實驗時間、節約實驗成本、縮短研發周期，又能為機組運行提供可靠的建議。風電場；風力發電機組；尾流；數值模擬；模型機0 引 言風電場三維流場的精確模擬相對比較復雜，主要包括風機葉片設計、電力建設 2015年8期2015-03-14
- 變速變槳距風力發電機組的智能控制
與葉尖速比λ和槳距角β成非線性函數關系：(2)根據式(2)可以獲得風能利用系數的曲線，如圖1所示。圖1 風能利用系數曲線從圖1可知：a. 對于某固定的槳距角β，存在唯一的最大風能利用系數Cpmax(β,λ)，且有最佳葉尖速比λopt；b. 隨著槳距角β的增大，風能利用系數Cp(β,λ)減小。風力發電機組的參數值由風速、電機轉速及發電機輸出功率等因素實現獨立控制，但由于風速的不確定性，一般通過電機的轉速來反饋控制槳距角的變化[7]，從而實現變槳距控制。2 傳化工自動化及儀表 2014年5期2014-08-02
- 變速變槳風力機的自適應變槳及轉矩控制
最初選定的名義槳距角可能不是最優值，以及傳統變槳可能導致電機轉矩波動過大的問題，提出自適應變槳控制策略和線性二次型調節(linear quadratic regulator，LQR)轉矩控制策略。以5 MW變速變槳風力發電機組為驗證對象，使用Matlab/Simulink和FAST軟件進行聯合仿真，仿真結果表明所提出的控制策略能很好地解決槳距角最優值的確定以及在額定風速以上電機轉矩波動過大的問題。變速變槳；自適應；線性二次型調節風能作為一種綠色和可再生能源電源技術 2014年10期2014-07-25
- 基于特征選擇和BP神經網絡的風電機組故障分類監測研究
BP神經網絡對槳距角不對稱故障進行分類監測.但是，直接采用BP神經網絡對不對稱故障進行分類存在以下問題：首先，由于數據采集與監視控制系統（SCADA系統）記錄47個常用的風電機組參數，這些參數之間關系復雜.雖然數據越多，BP神經網絡分析得到的信息會越充分、準確性越高，但是由于數據維數過高、數據過于龐大，會出現“維數災難”的問題［6］，這勢必將影響分類器的分類性能；其次，雖然多個參數可能具有很好的分類信息，但是若它們具有非常高的相關性，則將它們一起作為特征向動力工程學報 2014年4期2014-07-10
- 風力機組變槳機構在變風速下的動力學聯合仿真分析
缸的位移曲線和槳距角的位移曲線如圖3、4所示。圖4 槳距角位移曲線由圖2(變槳機構原理)知:控制油缸在0～5 s內到達最大行程，此時槳距角由0°變為45°;而后安全油缸啟動，在5～10 s內達到最大行程，此時槳距角由45°變為90°。由圖4可知:控制油缸和安全油缸的聯合運動滿足該變槳機構的設計要求和使用要求。2 風速的模擬風速決定和影響風輪的特性，變化的風速直接影響風機的前期設計和后期運行，因此搭建正確的風速模型至關重要。為了更好地研究變槳機構的調控特性，重慶理工大學學報(自然科學) 2014年6期2014-06-27
- 基于CodeSys 風電機組變槳距控制策略研究
控制器控制輸出槳距角，該控制器易實現，但有可能出現大超調現象，風電機組作為一種復雜的多變量非線性系統，如僅采用單一的控制很難得到滿意的控制效果[1]。所以采用更適合機組的控制器對減小機組載荷、避免機械共振、最大限度的捕獲風能及為電網提供良好的電能質量等方面起到了至關重要的作用。1 變槳距控制器設計及建模1.1 PID控制器本文介紹的控制算法都基于傳統的不完全微分PID控制算法，其特點是不但能抑制高頻干擾，還克服了普通數字PID控制器的缺點，將數字調節器輸出風能 2014年4期2014-03-02
- 基于半實物仿真的風力機變槳距控制實驗
6]時，風力機槳距角和功率及載荷的規律。設計計算機與風力機組I/O接口電路，搭建了半實物仿真實驗平臺。通過仿真實驗平臺，開發了兩個變槳距控制實驗項目：①變槳距時，風力機功率、槳葉所受推力及槳葉軸扭矩和槳距角的關系實驗；②無模型變槳距功率控制器設計及有效性和正確性的實驗驗證。通過對開發的兩個變槳距實驗的結果分析，表明實驗結果與理論完全吻合，這也驗證了搭建的變槳距半實物仿真實驗平臺是合理和可行的，為風力機進一步開發實驗奠定了半實物平臺基礎。1 半實物仿真實驗平實驗室研究與探索 2014年7期2014-02-10
- 微網孤立運行時的調頻策略研究
運行于某一恒定槳距角下的最大功率狀態點上，光伏發電系統以最大功率輸出，儲能系統不輸出功率，水電廠運行于穩定的狀態。主電網發生故障或檢修時，斷路器2斷開，微網脫離電網而孤立運行。圖1 簡單微網系統的單線圖Fig. 1 Single architecture of microgrid2 孤立微網的頻率控制策略2.1 各微源的調頻控制2.1.1 風力發電系統的調頻控制策略常規發電機的轉子直接與電網相連，在系統頻率發生變化時，轉子的動能可以得到釋放或吸收，如式(1電力系統保護與控制 2013年5期2013-06-27
- PMSG額定風速以上恒功率多指標非線性控制
即通過同時調節槳距角和電磁轉矩來實現風電系統的功率和轉速穩定的多目標控制策略，并且仿真驗證了該控制策略的正確性和有效性。直驅永磁風力機;槳距角;電磁轉矩;反饋線性化;非線性控制器廣西科學基金資助項目(桂科0728027);南寧市市?？萍己献鲗ｍ楉椖?200801029D);北海市市?？萍己献鲗ｍ楉椖?北科合200801027)。1 引言作為可再生能源發電的一種技術形式，風力發電技術在世界范圍內得到了大力的發展。尤其是變速恒頻風力發電技術，越來越受到各國的重電氣開關 2013年3期2013-04-27
- 基于觀測器的風力發電系統滑模變結構控制
，針對風電機組槳距角控制技術的優化研究有很多。文獻[3]通過深入分析風電系統變槳距控制技術，針對風速高與額定風速時的控制性能，采用了基于傳統PI控制算法的增益調節策略，使變槳距控制系統得到很大改善；文獻[4]設計了變槳距模糊邏輯控制器，并且與帶轉矩觀測器的控制增益法和增益查表法做了對比分析；文獻[5]中針對槳葉節距角控制問題，提出以風輪轉速為反饋信號的PI 控制器，使風電機組實現了變速恒頻運行控制；文獻[6，7]對于如何改善異步機風電場的暫態電壓穩定性，提電力系統及其自動化學報 2013年2期2013-03-02
- 基于動量葉素理論改進的葉片氣動特性計算方法
行攻角所需要的槳距角，提出了一種基于動量葉素理論改進的葉片氣動特性計算方法，該方法的優勢為在迭代計算軸向誘導因子與切向誘導因子過程中減少了查詢翼型氣動特性的次數。改進的動量葉素理論計算方法比經典動量葉素理論計算方法，能夠快速計算實現葉片運行攻角所需要的槳距角。利用該方法對葉片氣動特性進行的計算結果與GH Bladed軟件的計算結果十分接近，且提高了計算速度。動量葉素理論；葉片氣動特性；改進計算方法；提高計算速度；風電機組0 引言風輪是風電機組將風能轉化為旋風能 2013年11期2013-01-04
- 風力機變槳系統單神經元自適應PID控制
的非線性風力機槳距角控制器,采用帶靈敏度成型法的極點配置來設計魯棒數字R-S-T槳距角控制器,還有的將最優控制方法、神經網絡和模糊控制等方法運用到槳距角的控制中,都取得了一定的控制效果[4-10].文獻[7]采用神經網絡設計變速變槳距風力機的槳距角控制器,在風力機運行過程中,運用多層感知器和徑向基函數神經網絡進行觀測.文獻[8]采用PID算法設計了定速主動失速型風力機槳距角控制器,試驗表明,在風力機運行風速的大部分范圍,都會產生剛性頻率振蕩阻尼,使得槳距角動力工程學報 2011年1期2011-11-11
- 風電機組電動變槳距控制系統的研究
葉片調節至預定槳距角[1,2],但液壓變槳機構比較復雜,存在非線性、漏油及卡塞等現象,電動變槳距系統可以克服這些缺點,槳距角的變化通過對伺服電機的控制來實現,其結構緊湊、控制靈活、工作可靠[3,4]。隨著變速恒頻發電方式的提出,有學者提出以風機轉速作為輸入信號設計PID調節器,從而輸出槳距角命令[5];但是槳距角的變化對于隨機變化的風速而言是非線性的,為了降低非線性的空氣動力學特性對輸出功率的影響,設計了模糊PID變槳距控制器,從而使系統的穩定性受參數變化合肥工業大學學報（自然科學版） 2010年8期2010-09-03
- 支持向量回歸機在風電系統槳距角預測中的應用
功率最佳，需對槳距角進行預測，從而得到某特定風速下的最佳槳距角。支持向量機（Support Vector Machines，SVM）是根據統計學理論中最小化原則提出來的，由有限數據得到的判別函數，對獨立的測試樣本能夠得到較小的誤差，包括支持向量分類機（Support Vector Classification，SVC）和支持向量回歸機（Support Vector Regression，SVR）。此文用的就是SVR算法，其目的是構造一個回歸估計函數，將非線電子設計工程 2010年12期2010-03-26
- 水平軸潮流能發電裝置控制流程設計