雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機功率控制器建模與仿真

基于風(fēng)力發(fā)展的優(yōu)勢背景,對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)進行了探究,并針對影響風(fēng)力發(fā)電的因素進行了探究。風(fēng)力發(fā)電要發(fā)揮出其針對獨特優(yōu)勢,就必須保證風(fēng)力發(fā)電有條不紊的進行。基于此,文章對影響風(fēng)力發(fā)電機功率的因素進行了探究,一方面為了促進風(fēng)力發(fā)電的不斷發(fā)展;另一方面也是為了完善我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的建設(shè)。

雙饋風(fēng)力發(fā)電機功率特性的理論分析及實驗研究

針對大型風(fēng)力發(fā)電機組因反饋信號滯后引起的輸出功率波動進行研究。在研究了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速反饋pi控制和基于測量風(fēng)速前饋控制的基礎(chǔ)上,提出了基于有效風(fēng)速估計的前饋與功率反饋pi結(jié)合的變槳控制策略,通過牛頓-拉夫遜算法進行有效風(fēng)速估計,根據(jù)有效風(fēng)速估計值給出合適的前饋槳距角,實現(xiàn)動態(tài)前饋補償?；趂ast軟件平臺開發(fā)的外部控制器,對恒功率控制提出的控制策略與傳統(tǒng)的控制策略進行仿真比較。仿真結(jié)果表明:相對傳統(tǒng)的控制策略,提出的前饋控制使風(fēng)力發(fā)電機組能夠保持穩(wěn)定的電功率輸出。

風(fēng)力發(fā)電機及控制器介紹 一．低風(fēng)速發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢 風(fēng)力發(fā)電機是風(fēng)光互補路燈的重要部件，其發(fā)電的能力及產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān) 系到風(fēng)光互補產(chǎn)品質(zhì)量與壽命。小型風(fēng)力發(fā)電機在市政工程的推廣對產(chǎn)品提出了 更高的要求，尤其在低風(fēng)速發(fā)電、低電壓儲能、低噪音、可靠性、美觀性、安全 性等方面有了更高的要求。 中船重工集團杭州瑞利科技有限公司生產(chǎn)的fd系列風(fēng)力發(fā)電機是專為市 政路燈及小型用電單位（海島，近海養(yǎng)殖網(wǎng)箱，魚排捕魚，園區(qū)路燈，公路道班 燈）用電而設(shè)計。其特點： 1）運用軍品質(zhì)量管理程序，取航空發(fā)電機之長，采用有限元分析設(shè)計，經(jīng) 加載仿真進行系統(tǒng)合理參數(shù)匹配，發(fā)電效率高，風(fēng)能利用系數(shù)≧0.38。 2）運行時安靜平穩(wěn),采用先進的高分子復(fù)合材料，具有良好的強度及韌性， 重量輕，不變形。風(fēng)輪葉片翼形由空氣動力專家精心設(shè)計，風(fēng)能利用率高，運行 噪音小，葉輪經(jīng)靜平衡處理，確保風(fēng)機穩(wěn)定運行。 3）杭州瑞利的風(fēng)

應(yīng)用雙饋發(fā)電機數(shù)學(xué)模型和磁場定向矢量變換控制技術(shù),分析了變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機的有功、無功功率解耦控制策略。在基于tms320f2812的雙饋發(fā)電機系統(tǒng)實驗平臺上,設(shè)計了雙饋發(fā)電機有功、無功功率解耦控制軟件,并進行了功率解耦控制實驗研究。實驗結(jié)果表明,所采用的控制方法正確、有效。

針對雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中功率控制的時變性、隨機性、復(fù)雜性以及非線性的特點,提出了一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功率解耦控制方法.該控制方法不依賴電機參數(shù)和精確的數(shù)學(xué)模型,能夠?qū)崿F(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電機有功、無功功率的解耦控制,具有控制簡單、靈活、方便、有效的特點,系統(tǒng)魯棒性強,適用于雙饋風(fēng)力發(fā)電機的功率控制.

建立可用于大型電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(doubly-fedinductiongenerator,dfig)機電暫態(tài)模型。詳細分析轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和撬棒電阻(crowbar)可能的工作模式,提出計及crowbar的轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和控制器機電暫態(tài)建模方法;根據(jù)機電暫態(tài)仿真和設(shè)備參數(shù)的特征,研究網(wǎng)側(cè)變流器和控制器的簡化建模方法;建立直流電壓動態(tài)和卸荷電路(chopper)數(shù)學(xué)模型?；诖罅啃褪綄嶒灁?shù)據(jù),研究國產(chǎn)dfig在低電壓穿越過程中crowbar、chopper的控制邏輯和有功、無功功率特殊控制策略。以華銳1.5mwdfig機組為例,用電力系統(tǒng)分析綜合程序包軟件仿真分析3種不同工況下的運行特性。仿真結(jié)果與現(xiàn)場實測曲線一致,證明所建模型準(zhǔn)確、可靠,可用于分析大規(guī)模dfig風(fēng)電場接入對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。

針對變速定槳風(fēng)力發(fā)電機組(windenergyconversionsystem,wecs),提出一種簡單有效的全風(fēng)速功率控制策略,不僅可實現(xiàn)機組在全風(fēng)速范圍內(nèi)的最大功率點跟蹤(maximumpowerpointtracking,mppt)、恒轉(zhuǎn)速以及恒功率控制,還可實現(xiàn)3種工況之間的自然過渡。首先對其工作原理進行詳細地分析,并建立一套實驗平臺,展開實驗研究,驗證該方法的可行性及存在的問題;隨后,進一步提出一種軟失速控制策略,對其工作原理和年發(fā)電量的損失情況進行詳細分析,論證該方法的可行性和優(yōu)越性,并展開實驗研究。通過與全風(fēng)速控制策略的對比分析發(fā)現(xiàn),軟失速控制策略能顯著地降低機組在高風(fēng)速區(qū)的瞬態(tài)載荷,延長其使用壽命,并能大幅地降低后級變換器和發(fā)電機的額定容量,控制成本。

對風(fēng)力發(fā)電機研究目的不同導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機建模方式、方法各異,不同模型之間無法共享和統(tǒng)一評價。基于此提出風(fēng)力發(fā)電機建模通用化概念,將常規(guī)風(fēng)力發(fā)電機建模分為風(fēng)速建模、風(fēng)力機建模、發(fā)電機建模、電氣控制部分建模和模型參數(shù)規(guī)范等五部分,針對每部分提出相應(yīng)的通用化建模思路,最后提出基于制造參數(shù)和電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)兩種評價方向。模型通用化研究對風(fēng)力發(fā)電機建模技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和更好的服務(wù)于現(xiàn)代電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析有一定意義。

與矢量控制相比,直接功率控制(dpc)結(jié)構(gòu)簡單,應(yīng)用于風(fēng)電系統(tǒng)的雙饋異步發(fā)電機(dfig)能簡化變頻器控制結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)動態(tài)性能。在分析dfig暫態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了內(nèi)部狀態(tài)量與控制量之間的關(guān)系,提出了分別基于轉(zhuǎn)子磁鏈、轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩的3種dpc策略,并通過引入空間矢量調(diào)制(svm)技術(shù)使dpc策略的開關(guān)頻率保持恒定。這些策略在電網(wǎng)正常情況下能獲得優(yōu)良的靜態(tài)性能,而在非正常運行狀態(tài)各自表現(xiàn)出不同的動態(tài)特性,能適用于不同的控制目標(biāo)。理論分析與仿真實驗證明,電網(wǎng)正常情況下各定頻dpc可有效實現(xiàn)有功、無功功率的解耦控制;電網(wǎng)電壓波動時基于轉(zhuǎn)子磁鏈dpc(rf-dpc)可使dfig快速進入穩(wěn)定狀態(tài),縮短振蕩時間;基于轉(zhuǎn)子電流dpc(rc-dpc)可抑制轉(zhuǎn)子電流振蕩,防止變頻器過流;基于電磁轉(zhuǎn)矩dpc(emt-dpc)可消除電磁轉(zhuǎn)矩脈動,減少對機組轉(zhuǎn)軸剪切應(yīng)力沖擊。

本文針對風(fēng)力發(fā)電機組的不確定性及多干擾的問題,以追蹤最大風(fēng)能作為有功功率控制目標(biāo)。提出了采用模糊邏輯推理控制的方法得到低風(fēng)速時發(fā)電機的參考轉(zhuǎn)速,利用自適應(yīng)最優(yōu)模糊控制與直接轉(zhuǎn)矩控制相結(jié)合的方法來控制發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩的方案,并且使用matlab軟件對該方案應(yīng)用于1.5mw雙饋型風(fēng)電機組系統(tǒng)進行仿真研究。仿真結(jié)果表明了在風(fēng)速變化時,發(fā)電機實際轉(zhuǎn)速可以很快跟蹤最佳理論值,轉(zhuǎn)矩平衡,變速恒頻風(fēng)電機組功率輸出具有較好的跟蹤效果,系統(tǒng)性能穩(wěn)定,達到了最優(yōu)功率的目標(biāo)。

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并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有恒速恒頻和變速恒頻兩種工作方式。帶滑環(huán)雙饋型風(fēng)力發(fā)電機屬于變速恒頻系統(tǒng)理想產(chǎn)品,作者以實踐經(jīng)驗介紹了帶滑環(huán)雙饋型風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計時電磁設(shè)計、通風(fēng)設(shè)計、機座結(jié)構(gòu)等必須解決的幾個問題。

由于我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有效實施,清潔可持續(xù)使用的風(fēng)能越來越受到重視。近年來,我國的風(fēng)電企業(yè)在風(fēng)能發(fā)電方面獲得非常大的成果,其中所運用的各項技術(shù)也更加成熟,發(fā)電場的建設(shè)無論在建設(shè)規(guī)模上還是在建設(shè)速度上都有所提升。但風(fēng)力發(fā)電機在實際運行過程中存在著不少故障,如果不能對其進行有效維護,就會制約整個風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。面對這種現(xiàn)狀,相關(guān)人員必須加大對風(fēng)力發(fā)電機的運行維護,減少故障出現(xiàn)的幾率,保證風(fēng)電場的安全、可靠運行。

等值風(fēng)電機組功率暫態(tài)響應(yīng)參數(shù)優(yōu)化,能夠有效提高電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的穩(wěn)定性能。傳統(tǒng)仿真軟件缺少準(zhǔn)確的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)暫態(tài)參數(shù)及其控制模型,在一定程度上影響了分析大規(guī)模風(fēng)電接入后電網(wǎng)暫態(tài)過程響應(yīng)特性的準(zhǔn)確度。文章提出一種計及特定風(fēng)速條件下風(fēng)電機組有功和無功輸出限制的風(fēng)電系統(tǒng)功率暫態(tài)控制模型。該模型由風(fēng)電系統(tǒng)有功出力控制、無功出力控制及功率極限優(yōu)化控制3部分組成。利用adpss仿真平臺搭建了針對風(fēng)電系統(tǒng)暫態(tài)過程的控制模型,并對風(fēng)電與火電并網(wǎng)系統(tǒng)進行仿真分析。仿真結(jié)果表明,該控制模型能夠有效地提高大規(guī)模風(fēng)電接入條件下的電力系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)特性。

兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機綜述 摘要:闡述了風(fēng)力發(fā)電機的組成及設(shè)計思想;介紹了新型兆瓦級風(fēng)力 發(fā)電機產(chǎn)品,如雙饋異步、永磁和電勵磁同步及直接驅(qū)動等發(fā)電機,為我國自 主研制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)提供有價值的參考。 關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電機;直接驅(qū)動;雙饋異步;永磁同步 中圖分類號:tm315文獻標(biāo)識碼:a文章編號:167326540(2007)022 0001204 overviewofmegawattwindgenerator abstract:thestructureanddesignthoughtofwindgeneratorwere explained.thenewlyproductsofmegawattwindgeneratorsuchasdouble feedasynchr

風(fēng)力發(fā)電機 風(fēng)力發(fā)電機從結(jié)構(gòu)上可分為兩類 其一是水平軸風(fēng)力機，葉片安裝在水平軸上，葉片接受風(fēng)能轉(zhuǎn)動去驅(qū)動所要驅(qū)動的機械。水平軸風(fēng)力機分多葉片低速風(fēng)力機 和1-3個葉片的高速風(fēng)力機。 其二是垂直軸風(fēng)力機，風(fēng)輪軸是垂直布置的，葉片帶動風(fēng)輪軸轉(zhuǎn)動再驅(qū)動所要驅(qū)動的機械。 水平軸風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu) 水平軸風(fēng)力發(fā)電機是目前世界各國風(fēng)力發(fā)電機最為成功的一種形式，而生產(chǎn)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的國家很少，主要原因是垂直 軸風(fēng)力發(fā)電機效率低、需啟動設(shè)備，同時還有些技術(shù)問題尚待解決。 水平軸風(fēng)力發(fā)電機主要由風(fēng)輪、風(fēng)輪軸、低速聯(lián)軸器、增速器、高速軸聯(lián)軸器、發(fā)電機、塔架、調(diào)速裝置、調(diào)向裝置、制動 器等組成。 1風(fēng)輪 葉片安裝在輪轂上稱作風(fēng)輪，它包括葉片、輪轂等。風(fēng)輪是風(fēng)力發(fā)電機接受風(fēng)能的部件?，F(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電機的葉片數(shù)，常為 1--4枚葉片，常用的是2枚或3枚葉片。由于葉片是風(fēng)力發(fā)電機接受風(fēng)能的部件，所以葉片的

風(fēng)力發(fā)電機的安裝

1.受目前設(shè)備能力所限，可利用風(fēng)資源是指在一定______的風(fēng)。（6.0分） a.轉(zhuǎn)速范圍 b.時間范圍 c.溫度范圍 d.高度范圍 我的答案：d×答錯 2.在海洋環(huán)境中，包括岸邊灘涂上的機組，空氣中含有大量的鹽分，加上潮 濕，很容易在設(shè)備表面造成______對設(shè)備的長期穩(wěn)定運行形成威脅。（6.0 分） a.污垢 b.灰塵 c.水霧 d.腐蝕 我的答案：d√答對 3.風(fēng)力發(fā)電機的使用環(huán)境多種多樣，這對風(fēng)力發(fā)電機的_____提出了更高的要 求。（6.0分） a.經(jīng)濟性 b.可靠性 c.效率 d.風(fēng)能的利用 我的答案：b√答對 4.我們需要頻率恒定的電能，因此的___發(fā)電系統(tǒng)是我們最佳的選擇發(fā)展的必由 之路。（6.0分） a.恒速恒頻 b.恒速變頻 c.變速恒頻 d.變速變頻 我的答案：c√答對 5.1.永磁同步發(fā)電機屬于________。（6.0分

小型風(fēng)力發(fā)電機

風(fēng)力資源被人們稱做"藍天白煤",是一種取之不盡、用之不竭、無任何污染的再生能源。我國地面風(fēng)能總量16億千瓦,其中近地面可開發(fā)利用的風(fēng)能達2.53億千瓦。葫蘆島市生

管道式風(fēng)力發(fā)電機由管道、風(fēng)力發(fā)電機、鼓風(fēng)機、加熱裝置組成。垂直向上的管道內(nèi)安裝多臺風(fēng)力發(fā)電機，管道的底層設(shè)有進風(fēng)口，進風(fēng)口的上端安裝一臺電動鼓風(fēng)機．電動鼓風(fēng)機上端安裝加熱裝置。當(dāng)電動鼓風(fēng)機與加熱裝置通電后，電動鼓風(fēng)機開始向管道內(nèi)鼓風(fēng)．風(fēng)吹在加熱裝置上被加熱．由于空氣加熱后重量變輕，加速向上流動。帶動從下至上的風(fēng)力發(fā)電機葉片轉(zhuǎn)動．依次帶動多臺發(fā)電機發(fā)電。