变桨距控制

摘要： 运用风力发电系统中额定风速以上的最大功率跟踪控制方法,提出了一种基于自抗扰控制器(ADRC)的变桨距控制策略。考虑到变桨距控制系统是一个非线性时滞系统,时延的存在必然会降低闭环控制系统的稳定性,为此,将史密斯预估器应用到自抗扰控制器的设计中,并得到了一种输出预估自抗扰控制器(PADRC),从而实现了对时延影响的控制。结果表明,该系统能有效提高风电系统的控制性能。

摘要： 为了改善风力发电系统在恒功率区的性能,提出了一种基于滑模自抗扰控制器的变桨距控制策略.在高于额定风速的风况下,通过变桨控制器改变桨距角,保证风力发电机输出功率稳定在额定功率附近.通过MATLAB仿真软件对所提变桨距控制策略与PID控制策略对比,仿真结果表明:基于滑模自抗扰控制器的变桨距控制策略下的风力发电机组能够使输出功率稳定在额定值,具有系统响应速度快和较好的抗扰动能力.

摘要： 海上风电机组逐年向大型化与深海化发展,对风电机组的稳定性与可靠性提出了更高要求,因此需要更好地掌握漂浮式海上风电机组的系统仿真建模和减载控制技术。本文以5MW半潜式漂浮式风电机组为背景,建立海上风电系统动态模型,并在Matlab/Simulink中搭建子系统模型,与Openfast中的OC4项目进行联合仿真。结果表明,该模型能较好地模拟不同海况和风况下的风电机组不平衡载荷情况,且独立变桨控制系统较好地降低了载荷并稳定输出功率,该模型对漂浮式海上风电机组的系统性能分析研究具有一定的参考意义。

摘要： 针对目前PID变桨控制策略难以解决外界强干扰给风力发电机组所带来的影响,设计一种以自抗扰控制为基础的风电变桨控制器,并用蚁群优化算法对变桨控制器的参数进行在线寻优。利用MATLAB/Simulink仿真软件对所设计的自抗扰变桨控制器和所应用的算法进行仿真实验论证。仿真结果表明,将蚁群算法应用在控制器参数优化过程中,不仅算法收敛速度快,而且也提高了变桨距控制系统的抗扰能力和控制精度,使得系统的鲁棒性更强,发电质量更高。

摘要： 为有效抑制由随机风、浪载荷引起的海上浮式风电机组发电功率波动,提出了变桨距线性自抗扰控制(LADRC)策略。综合考虑气动力、水动力、结构弹性和变桨距控制等影响因素,建立5 MW级海上浮式风电机组气弹水控耦合系统动力学模型,基于恒转矩控制目标设计变桨距线性自抗扰控制器,分别采用带宽整定法和BP神经网络整定法对控制器参数进行整定,对比分析变桨距线性自抗扰控制对发电功率波动的抑制效果。研究结果表明:采用带宽整定和BP神经网络整定的变桨距线性自抗扰控制可以有效地改善海上浮式风电机组变桨距灵敏度,抑制发电功率波动。

摘要： 风力发电系统结构复杂,耦合度高,非线性强,针对这些特点,提出基于模糊比例积分微分(PID)的风力发电变桨距控制方案,输入发电机实际转速与额定转速的偏差值e以及偏差值变化率ec,经由模糊规则,对PID参数kp、ki、kd进行实时调整,最后在Matlab/Simulink上搭建相应模型并进行仿真,对输出的波形进行分析,经过实验证明,这种控制方案在抗干扰和稳态误差消除方面都能达到理想的效果。

摘要： 针对风速大于额定风速时风速波动引起风电机组的功率波动及变桨距系统频繁启停的问题,提出基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,简称UKF)与动态模糊神经网络(dynamic fuzzy neural network,简称DFNN)相结合的变桨距控制策略.为了消除传统变桨距控制中风速作为输入信号时产生的时延,将风电机组转速及输出功率作为反馈输入量.利用UKF对反馈输入量进行实时滤波处理,且将滤波后的数据用DFNN动态调整其权重,得到精确的桨距角指令值.采用Matlab/Simulink构建仿真模型,将UKF-DFNN控制与模糊PID、径向基函数(radial basis function,简称RBF)神经网络控制进行对比分析.仿真结果表明:所提策略能提高风速波动时系统的鲁棒性、抑制桨距角的波动范围、输出稳定的功率.

摘要： 建立了永磁直驱式风力发电机的数学模型,采用基于占空比变步长扰动的最大功率点追踪控制方法,且在额定风速之上实行变桨距控制.利用Matlab/Simulink仿真软件进行了实验分析.

摘要： 为提高兆瓦级直驱风电机组并网的安全性及所并电网的运行稳定性,研究电网电压跌落时该机型的运行特性以及其低电压穿越能力的提高,文中提出一种适用于采用卸荷负载提高低电压穿越能力的兆瓦级直驱机组变桨距控制方案.通过在电压跌落时切换变桨状态降低机组吸收的风能来限制输入至变频器的功率,通过在电压跌落时综合考虑系统输出功率相对桨距角变化灵敏度、卸荷负载的功率消耗能力及变桨机构的反应能力实现变频器两端功率平衡,从而有效提高发电系统的低电压穿越裕度.经系统分析表明,所提出的控制方案在电压跌落下可有效提高机组的安全性及低电压穿越能力.

摘要： 潮流能作为一种清洁可再生能源,越来越多地受到人们的关注.中国潮流能资源分布较广,但是存在着流速低、难以高效利用的问题.变桨距技术的利用一方面使潮流能水轮机更够在较低的流速下实现自起动,延长潮流周期内的工作时间,另一方面采用最大功率点追踪控制算法自动控制桨距角,使水轮机能量获取最大化,从而提高水轮机的效率.本文分析了叶片桨距角对潮流能水轮机获能的影响规律,将潮流能水轮机变桨距技术应用于20kW水平轴潮流能水轮机之中,并对机组实测数据进行了分析.机组运行数据证明,与非变桨水轮机相比,变桨式潮流能水轮机采用变桨距控制,可以有效地提高获能效率.

摘要： 变速风力发电机组通常采用转速控制和变桨距控制相结合的方法，在额定风速以下主要调节发电机的转矩使转速跟随风速变化而变化，以获得最佳叶尖速比；在额定风速以上通过调整桨叶节距，改变气流对叶片攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，才能使功率输出保持稳定。传统PID控制方案在风电控制中仍然发挥重要的作用，先进的控制算法与传统控制相结合将是风电控制的主流。在转速控制环中采用积分分离PID控制，在变桨距控制中采用参数自适应PID控制。仿真结果表明，控制方法分别在各自控制环中发挥良好的效果，相比常规PID控制，超调量明显减小，调节时间缩短，动态响应快。

摘要： 随着石化能源的日益枯竭，风能资源因具有储存量巨大、可再生、分布广泛、无污染等特点，已成为各国争相发展的新兴能源。本文阐述了风力发电技术态势，即单机容量大型化，陆上风机向海上风机发展，定桨矩向变桨、变速恒频发展，有齿轮箱向无齿轮箱(直驱式)发展，结构设计向紧凑、柔性、轻盈化、高可靠性发展，以及风电场远程监控及无线网络技术应用；论述了风力发电系统结构，如定速风力发电系统、变速风力发电系统原理及特点；列举了风电机组状态监测系统、测量参数，以及系统构成及实施功能；介绍了风电机组功率控制策略，以及风力机变桨距控制、偏航控制、风力发电机控制原理及技术特点；提出了风电机组低电压穿越技术措施，如转子旁路保护电路、转子旁路加定子侧电力电子开关的组合电路、改进变换器控制算法、定子侧有源保护电路等；最后，针对多端电压源换流器高压直流输电用于风电场并网，分析结果表明双馈风电机组等效模型能够正常稳定工作，在逆变侧发生故障时能较快恢复，且控制效果明显。

摘要： 全球投入商业运行的MW级以上风力发电机组均采用了变桨距技术，变桨距控制与变频技术相配合，提高了风力发电机的发电效率和电能质量，使风力发电机组在各种工况下都能够获得最佳的性能，减少风力对风机的冲击，它与变频控制一起构成了MW级变速恒频风力发电机的核心技术。变桨距控制按执行机构可分为液压变桨和电动变桨两种类型，本文以Vestas公司的液压变桨系统和Mita-Teknik公司的电动变桨系统为例,对这两种变桨系统的结构及特点进行了分析。

摘要： EMTDC中关于DFIG的模型,桨距角控制采用转速加功率补偿的控制方法,变流器控制包括网侧变流器控制策略和机侧变流器控制策略.本文简要介绍这两种控制的策略,并对变流器控制GSC,MSC用PSCAD进行仿真,来观测变流器控制策略的作用.仿真结果显示,MSC能够实现最大风能追踪、有功无功解耦控制,而GSC能够实现恒定直流母电压、单位功率因数运行控制.

摘要： EMTDC中关于DFIG的模型,桨距角控制采用转速加功率补偿的控制方法,变流器控制包括网侧变流器控制策略和机侧变流器控制策略.本文简要介绍这两种控制的策略,并对变流器控制GSC,MSC用PSCAD进行仿真,来观测变流器控制策略的作用.仿真结果显示,MSC能够实现最大风能追踪、有功无功解耦控制,而GSC能够实现恒定直流母电压、单位功率因数运行控制.

摘要： EMTDC中关于DFIG的模型,桨距角控制采用转速加功率补偿的控制方法,变流器控制包括网侧变流器控制策略和机侧变流器控制策略.本文简要介绍这两种控制的策略,并对变流器控制GSC,MSC用PSCAD进行仿真,来观测变流器控制策略的作用.仿真结果显示,MSC能够实现最大风能追踪、有功无功解耦控制,而GSC能够实现恒定直流母电压、单位功率因数运行控制.

摘要： EMTDC中关于DFIG的模型,桨距角控制采用转速加功率补偿的控制方法,变流器控制包括网侧变流器控制策略和机侧变流器控制策略.本文简要介绍这两种控制的策略,并对变流器控制GSC,MSC用PSCAD进行仿真,来观测变流器控制策略的作用.仿真结果显示,MSC能够实现最大风能追踪、有功无功解耦控制,而GSC能够实现恒定直流母电压、单位功率因数运行控制.

摘要： 能源的开发和利用是人类进入20世纪不断探索的主题，风力发电作为环保、经济型能源受到国内外研究工作者的广泛关注，随着大功率等级的风机不断投入使用，硬件设备大多数都是体积大、质量大，特别有利于发挥液压系统体积小、重量轻、动态响应好、转矩大、无需变速机构且技术成熟等优点。本文主要对风力发电整个过程中（包括生产、运输安装、运行发电和检测维修）液压系统的应用进行举例说明和简单分析。分析表明，在风电系统中液压技术是实用的、可行的，并且针对液压系统在环境适应能力、能量传递效率等等方面的缺点，提出了改进措施以适应大功率发电和更多工况下的工作需求。

摘要： 本发明公开了变桨距旋翼机油门桨距自动配合控制方法，在定高飞行中，获得当前转速和总桨距，根据已经测的关系得到当前估算升力，然后根据计算所得的旋翼转速‑升力，和旋翼转速‑扭矩关系表，得到当前升力下最佳转速和扭矩关系，以最佳转速作为控制目标，通过反馈转速差控制油门大小，慢慢逼近当前最佳转速，同时由高度保持器调整桨距来调整升力，逐渐调整至最佳的转速油门关系。本发明飞行器使用变桨距机构实现升力改变，可时时自动调整油门与桨距之间的关系，不需人为干预；将油门桨距保持在一个较好较合理的范围内，使得控制系统的裕度增大，提高了保持定高飞行的效果；使得发动机输出功率最小的情况下得到最大的升力，从而提高燃油利用率。

摘要： 本发明提出了一种独立变桨距风力发电机桨距角的控制方法，其方法步骤如下：搭建双馈风力发电机整机仿真模型；运行仿真模型，验证有效性；改变PI参数，验证不同风速和风向下最佳桨距角控制器中PI参数的不同；对全风速段内各风速下参数值进行记录；获取神经网络算法模块；在桨距角控制模块加入神经网络算法模块；计算出同一叶片到达同一空间位置的间隔时间，将神经网络算法模块获得PI控制器参数传到PI控制器中；比较固定PI参数和神经网络动态调节桨距角PI参数下风轮叶片攻角的变化曲线。本发明的有益效果如下：加快独立桨距角的调节，且减少了发电机功率和转速的调节时间，加速了系统稳定。

摘要： 本发明公开了一种无人机电动恒速变距螺旋桨转速及桨距自动控制器，涉及无人机领域，该无人机电动恒速变距螺旋桨转速及桨距自动控制器包括控制器,用于控制螺旋桨桨叶根据飞行速度自动调节转速；飞控，用于控制无人机飞行；PCB电路板单元，用于输入输出信号；PCB电路板单元包括：供电口，用于外接电源，为控制器供给电压；与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用电动变距方式，相对于传统的液压变距方式，整套系统重量大大降低，使得中小型无人机同样可以搭载使用，提高飞行性能；既可以控制电机驱动的电动变距螺旋桨系统、又可以控制燃油发动机驱动的电动变距螺旋桨系统，适用性广、多种控制模式可选、用途更广。

摘要： 本发明公开了变桨距旋翼机油门桨距自动配合控制方法，在定高飞行中，获得当前转速和总桨距，根据已经测的关系得到当前估算升力，然后根据计算所得的旋翼转速‑升力，和旋翼转速‑扭矩关系表，得到当前升力下最佳转速和扭矩关系，以最佳转速作为控制目标，通过反馈转速差控制油门大小，慢慢逼近当前最佳转速，同时由高度保持器调整桨距来调整升力，逐渐调整至最佳的转速油门关系。本发明飞行器使用变桨距机构实现升力改变，可时时自动调整油门与桨距之间的关系，不需人为干预；将油门桨距保持在一个较好较合理的范围内，使得控制系统的裕度增大，提高了保持定高飞行的效果；使得发动机输出功率最小的情况下得到最大的升力，从而提高燃油利用率。

摘要： 本发明提出了一种独立变桨距风力发电机桨距角的控制方法，其方法步骤如下：搭建双馈风力发电机整机仿真模型；运行仿真模型，验证有效性；改变PI参数，验证不同风速和风向下最佳桨距角控制器中PI参数的不同；对全风速段内各风速下参数值进行记录；获取神经网络算法模块；在桨距角控制模块加入神经网络算法模块；计算出同一叶片到达同一空间位置的间隔时间，将神经网络算法模块获得PI控制器参数传到PI控制器中；比较固定PI参数和神经网络动态调节桨距角PI参数下风轮叶片攻角的变化曲线。本发明的有益效果如下：加快独立桨距角的调节，且减少了发电机功率和转速的调节时间，加速了系统稳定。

摘要： 本实用新型公开了一种空速变距螺旋桨及飞机桨距控制系统，该空速变距螺旋桨包括空速计、控制器、驱动器以及变距螺旋桨，所述空速计的输出端与所控制器的输入端连接，所述变距螺旋桨可通过电动改变桨距，所述空速计将检测的飞机飞行速度信息传输至所述控制器，所述控制器根据飞行速度信息调节变距螺旋桨的桨距。该系统包括电源模块、舵机以及上所述的空速变距螺旋桨。本实用新型通过空速计实时测量飞机飞行速度，控制器根据飞行速度来计算精确的螺距值，从而保证了高零度与高精度，因此不管飞机飞行速度为多少，变距螺旋桨的桨距都能进行精确匹配。

摘要： 本发明提供双馈式变速变桨风力发电机组的独立变桨距控制方法，具有如下优点：通过对转速偏差采用前馈控制来补偿风速测量误差，无需测量多位置的风速变化，避免增加额外的成本；简化了前馈控制系统，降低了对前馈控制精度的要求，为工程上实现简单的前馈补偿创造了条件；比纯反馈控制具有控制精度高、响应速度快的特点；使用带通滤波器对叶片根部载荷输入量进行滤波处理，能同时将特定频率范围内的信号去除低频漂移和抑制高频扰动；可以产生一个反映风轮位置状态的方位角补偿信号，使风机在不同风速下保持期望输出桨距角的准确性；相对于PI控制器，采用积分器处理变换后的载荷量能够有效降低控制器的设计难度，使该技术更具实际应用价值。

摘要： 一种分散式风电机组液压变桨距装置及变桨控制方法。现有技术采用的电动变桨距其传输扭矩矩小，低温下蓄电池存能量降低较快，结构复杂，液压变桨距，桨叶和塔架等部件的载荷不均匀，桨距角使输出功率不平稳，可靠性较差。本发明其组成包括：变桨距控制器（5），所述的变桨距控制器与变桨机构（6）连接，所述的变桨机构与风轮（1）的桨叶连接，所述的风轮通过连接轴与齿轮增速装置（2）连接，所述的齿轮增速装置通过连接轴与发电机（3）连接，所述的发电机分别连接电网、功率传感器（4），所述的功率传感器与所述的变桨距控制器连接，所述的变桨距控制器具有速度控制器（7）、功率控制器（8）。本发明用于分散式风电机组液压变桨距装置。

摘要： 本发明提供一种双馈式变速变桨风力发电机组的独立变桨距控制方法，具有如下优点：1.使用带通滤波器对载荷输入量进行滤波，将特定频率范围内的信号拿来变换，能同时实现去除低频漂移和抑制高频扰动的作用；2.相对于PI控制器，采用积分器能够有效降低控制器的设计难度，使得该技术更加具有实际应用价值；3.可以产生一个反映风轮位置状态的方位角补偿信号，使风机在不同风速下保持期望输出桨距角的准确性。

摘要： 本发明提供双馈式变速变桨风力发电机组的独立变桨距控制方法，具有如下优点：通过对转速偏差采用前馈控制来补偿风速测量误差，无需测量多位置的风速变化，避免增加额外的成本；简化了前馈控制系统，降低了对前馈控制精度的要求，为工程上实现简单的前馈补偿创造了条件；比纯反馈控制具有控制精度高、响应速度快的特点；使用带通滤波器对叶片根部载荷输入量进行滤波处理，能同时将特定频率范围内的信号去除低频漂移和抑制高频扰动；可以产生一个反映风轮位置状态的方位角补偿信号，使风机在不同风速下保持期望输出桨距角的准确性；相对于PI控制器，采用积分器处理变换后的载荷量能够有效降低控制器的设计难度，使该技术更具实际应用价值。