最大风能追踪

摘要： 结合双馈异步风力发电机的运行特点,将矢量控制技术应用到双馈异步风力发电机并网控制中.构建了风力发电机空载并网与最大追踪控制策略,设计了基于LabVIEW、PXI8840及Compact RIO9035的硬件在环仿真系统.通过PXI能够观测到并网前、后定、转子电流、电压、功率等变化情况,为新型风力发电并网控制策略的研究提供了一个公共平台.

摘要： 风力发电是利用风能的一种有效手段,提高风能利用率成为风力发电研究中的重要内容.提出一种风力发电最大风能追踪控制技术,通过控制双馈型风力发电机转速最优曲线,实现不同风速下的最大风能追踪,用以提高风力发电效率和降低发电成本.

摘要： 针对双馈风机传统有功功率控制策略下存在的功率波动与超调量大等问题,提出一种在全风速范围内基于状态空间模型的有功功率多模型预测控制方法.该方法采用机组的状态空间模型,在控制过程中可充分考虑机组重要状态参数的变化与约束,避免其超出额定值.考虑到机组严重的非线性特性,根据风速的大小对机组模型进行分段线性化.引入预测控制算法,在目标函数中计及机组输出功率和发电机转速与目标值的偏差、桨距角和发电机转矩控制量及其增量等多项指标.在不同风速段,通过调整目标函数的权值,实现机组追踪最大风能或按额定功率满发等控制目标.仿真结果表明,所提出的控制策略可在保证风能利用效率、维持输出功率平稳的同时,减小输出功率和发电机转速的超调量.%To cope with the power fluctuations and overshoots in wind turbines with doubly fed inductive generators operated in the traditional control mode,a multiple model predictive control strategy of active power for whole wind speed was proposed based on state-space model.The state-space model of wind turbines was used in it so that some important state variables could be monitored to avoid the case exceeding their rated value.Considering the serious nonlinearity of wind turbine,it was necessary to make wind turbine model linearization in different segments according to wind speed.The predictive control algorithm was introduced to calculate the deviation of the output power and generator speed and target value,the pitch angle and the generator torque control quantity and its increment in the objective function.With the change of wind speed,the weighs of the objective function were adjusted to achieve different control goals,such as tracking the maximum wind energy of the unit or full power generation at rated power,etc.The simulation results reveal that the proposed control method is able to keep high wind energy utilization efficiency,maintain the stability of the output power,as well as reduce the overshoots of the output power and the generator speed.

摘要： 根据风力机的运行特性,推导出变速恒频风力发电系统风速与风力机输出功率的数学关系,提出一种变速恒频风力发电机最大功率捕获方法即基于功率给定的最大风能追踪的控制策略,分析了通过功率控制进行最大风能追踪的具体过程;然后根据双馈电机运行特性,建立了双馈电机在旋转坐标系下定子有功、无功功率的数学表达式,提出磁场定向的解耦矢量控制策略解耦控制方法,并采用一种改进的磁链观测器,最后利用Matlab/Simulink建立仿真模型进行仿真分析,仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性.%First,this paper describes the operating characteristics of the wind turbine,then deduced the VSCF wind power system wind speed and wind turbine power of mathematical relations,proposed a VSCF wind generator maximum power capture method that is based on the power given maximum wind energy tracking control strategy,analysis of the specific process control by the maximum wind power tracking.Then according to the double-fed motor operating characteristics,the establishment of a doubly-fed machine in a rotating coordinate system of stator active and reactive power of mathematical expressions,then proposing decoupling control strategy that is field oriented vector control strategy,and an improved flux observer was utilized.Finally the simulation model was established based on Matlab/Simulink,the simulation analysis is carried out,simulation results verify the correctness and effectiveness of the control strategy.

摘要： 文章分析了国内外风力发电技术的发展现状,研究了双馈异步风力发电机组最大风能捕捉方案,研究了由风力机、传动系统、双馈异步发电机以及双PWM变换器等模块组成的风力发电最大风能追踪控制系统.风力机采用变桨距控制,双馈异步风力发电机采用变速恒频技术,发电机采用功率外环、电流内环的双闭环控制,利用定子磁链定向矢量控制实现有功功率和无功功率的解耦控制.并研究了双馈异步风力发电控制的硬件系统和软件系统,硬件系统由主电路、控制电路和驱动电路组成,软件系统研究了网侧和转子侧的控制流程图.基于Matlab/Simulink软件进行了建模仿真,仿真结果表明,系统具有较好的控制效果,可实现最大风能控制.

摘要： 本文主要将双馈风力发电系统作为基础对非线型控制方法进行探究.风机的最佳叶尖速比和最大风能利用系数可在给定随机风速的情况下进行保持.最大限度的对功率进行输出对机械荷载的减少有极大的促进作用,同时可在一定程度上促使最大风能控制的实现.这对双馈风力发电系统的优化有积极意义.

摘要： 针对永磁直驱风力发电系统实现最大风能捕获的问题,提出一种高阶非奇异终端滑模控制策略.根据永磁直驱风力发电系统的非线性模型,基于最佳转矩跟踪的最大功率点跟踪(maximum power point tracking)方法,将高阶非奇异终端滑模控制应用于永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator)设计转矩控制器和电流控制器,实现永磁直驱风力发电系统的无风速传感器最大功率点的快速跟踪和稳定控制.仿真结果验证了所提出的控制方案的有效性.

摘要： 针对如何实现双馈风力发电机最大风能追踪(MPPT)问题，对传统的登山搜索法的最大风能捕获控制策略进行改进，并和基于定子磁场定向的矢量控制相结合，此方法实现了双馈风力发电机输出有功和无功功率的解耦控制，可以快速而稳定的跟踪最大功率点，从而捕获更多的风能，该控制算法还不依赖于风力机的参数和最优功率曲线。仿真验证了该控制策略的准确性和有效性。

摘要： 根据风力机功率特性,提出了一种基于模糊逻辑的最大风能追踪策略。该策略无需测量风速,对风力机参数和空气密度无依赖性。发电机工作在直接转速控制模式,模糊逻辑系统根据有功功率的变化方向和幅度设定其转速参考,动态追踪最大风能。在分析双馈异步发电机数学模型和磁场定向矢量变换控制的基础上,建立了完整的变速恒频风力发电系统.仿真结果验证了这种最大风能追踪策略的有效性。

摘要： 本文介绍了双馈风机空气动力学模型、绕线电机模型、变流器模型、控制模型,通过自定义数学模块在ADPSS中搭建双馈风机系统仿真模型.验证了控制回路的有效性,观察给定参考值的阶跃响应是否满足控制器设计时的要求;进行风速的阶跃响应,观察风机能否进行最大风能追踪.仿真结果表明实现了控制目标,保证了风速变化的情况下仍能处于最佳转速.搭建的仿真模型可以准确地反映双馈风力发电系统的电磁动态特性,为双馈风机的控制设计和分析计算等应用提供了有效的仿真平台.

摘要： 以直驱式永磁同步风力发电机为研究对象，基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了包括风速模型、风力机模型、永磁同步发电机模型和控制系统模型的风力发电系统动态数学模型，实现了永磁同步风力发电机组的最大风能追踪和桨距角调节；并以恒定风速和渐变风速扰动为例，对并网后的风力发电机组的运行特性进行了仿真分析。仿真结果证明了所搭建模型的正确性和有效性。

摘要： 本文基于MATLAB/SIMULINK建立了包括风机、传动齿轮、双馈发电机在内的大型变速恒频风电系统的整体动态教学模型。设计了风电系统控制器，该控制器采用矢量控制算法，实现了发电机输出有功和无功功率的解耦控制;并且通过“变步长搜索算法”追踪低风速下的最大风能点，提高系统的运行效率。仿真结果验证了风电系统模型的正确性以及控制器的有效性。

摘要： 本文基于MATLAB/SIMULINK建立了包括风机、传动齿轮、双馈发电机在内的大型变速恒频风电系统的整体动态教学模型。设计了风电系统控制器，该控制器采用矢量控制算法，实现了发电机输出有功和无功功率的解耦控制;并且通过“变步长搜索算法”追踪低风速下的最大风能点，提高系统的运行效率。仿真结果验证了风电系统模型的正确性以及控制器的有效性。

摘要： 本文基于MATLAB/SIMULINK建立了包括风机、传动齿轮、双馈发电机在内的大型变速恒频风电系统的整体动态教学模型。设计了风电系统控制器，该控制器采用矢量控制算法，实现了发电机输出有功和无功功率的解耦控制;并且通过“变步长搜索算法”追踪低风速下的最大风能点，提高系统的运行效率。仿真结果验证了风电系统模型的正确性以及控制器的有效性。

摘要： 本文基于MATLAB/SIMULINK建立了包括风机、传动齿轮、双馈发电机在内的大型变速恒频风电系统的整体动态教学模型。设计了风电系统控制器，该控制器采用矢量控制算法，实现了发电机输出有功和无功功率的解耦控制;并且通过“变步长搜索算法”追踪低风速下的最大风能点，提高系统的运行效率。仿真结果验证了风电系统模型的正确性以及控制器的有效性。

摘要： 本文基于MATLAB/SIMULINK建立了包括风机、传动齿轮、双馈发电机在内的大型变速恒频风电系统的整体动态教学模型。设计了风电系统控制器，该控制器采用矢量控制算法，实现了发电机输出有功和无功功率的解耦控制;并且通过“变步长搜索算法”追踪低风速下的最大风能点，提高系统的运行效率。仿真结果验证了风电系统模型的正确性以及控制器的有效性。

摘要： 本文基于MATLAB/SIMULINK建立了包括风机、传动齿轮、双馈发电机在内的大型变速恒频风电系统的整体动态教学模型。设计了风电系统控制器，该控制器采用矢量控制算法，实现了发电机输出有功和无功功率的解耦控制;并且通过“变步长搜索算法”追踪低风速下的最大风能点，提高系统的运行效率。仿真结果验证了风电系统模型的正确性以及控制器的有效性。

摘要： 本发明公开一种基于风能分布捕获最大风能的方法和系统。根据本发明，在设定时间段内多次测量风电机组的风速与风向；基于多次测量的风速与风向，构建风电机组的风能分布数据；基于风电机组的风能分布数据，判断最大风能捕获角度；以及基于所述最大风能捕获角度，指导风电机组进行偏航控制。本发明通过实时获取风速和风向二者的数值，能够有效实时地展现风电机组的风况，通过捕获最大风能方向，提升风能到电能的最大转换，提升风电机组的发电量。通过积累历史运行数据，对后续风机运行的最大风能的方向进行预测，可提前采取偏航，实现实时跟踪，减小未能捕获最大风能对风电机组造成的高载荷，减少风电机组可能出现的故障。

摘要： 本发明公开了一种风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法，包括，分别对风机的风机功率和风机角速度进行采样，并计算风机功率对风机角速度的斜率；根据风机功率对风机角速度的斜率设定风机角速度的扰动值，并通过负载观测器观测风速是否变化；若风速发送变化，则初始化扰动值；否则，则使风机快速跟踪最大功率点，而后观测风机功率的变化情况；若风机功率增加，则不改变扰动值和风机转速方向；若风机功率减小，则令扰动值减半且使风机转速方向反向，并继续观测风机功率的变化情况；当风机功率不再变化时，获得最大风能，进而完成最大风能跟踪控制。本发明提高了最大风能跟踪控制的快速性和稳定性，并且对于干扰具有较强的鲁棒性。

摘要： 本发明公开一种无刷双馈发电机最大风能跟踪控制方法。首先由风力机的最佳功率曲线以及无刷双馈发电机的机械角速度获得风力机输出的最大机械功率；然后根据发电机的运行状态参数确定发电机的损耗功率；通过分析发电机的功率流动，确定发电机发出的有功功率与风力机输出最大机械功率、损耗功率之间的关系，进而计算出该转速下的精确参考有功功率；最后将发电机参考有功功率输入到控制系统，实现最大风能跟踪控制。本发明不仅能确定精确的参考有功功率，使实际转速跟随上参考转速，而且能有效提高风能的吸收效率，增大输出功率，实现最大风能跟踪控制。

摘要： 本发明公开了一种利用大型风力机惯性的最大风能捕获控制方法，该方法根据最优转矩法与滑模控制方法的各自特点，在预知风速已知的前提下，设计了一种切换控制方法，在风速上升的过程中利用滑模控制等先进控制方法的快速性，在风速下降的过程中采用最优转矩法，利用其缓慢变化的特点，这种切换控制方法的优点在于，充分利用不同控制手段的特性，其次，在风速下降区间内充分利用了风力机由于惯性而具有的动能来提高在最大风能捕获阶段控制的目标功率；本发明的实施例将该切换控制方法与经典的最优转矩法，滑模控制进行对比仿真，验证了该切换控制方法的有效性。

摘要： 本发明涉及一种基于测量风速的风力发电机组最大风能捕获方法，技术方案是，将测量风速引入转速控制过程结合测量风速的平均值快速定位至最优转速区间，通过转速主动控制使风机快速过渡到最大功率点附近，缩短了转速寻优迭代时长，同时控制器会将寻找到的最优运行点的记录下来作为下次转速判断的依据，进一步提高了实际最佳叶尖速比的精度；由于风机在运行过程中的最优转速受风速变化影响，但转速相对于风速变化具有明显的滞后性，因此，通过测量风速的低频风量，将风速的变化速率作为前馈补偿分量引入最优转速控制，能够做到超前控制，有效缩短风机对于风速变化的响应时长，提高最大风能捕获阶段的动态追踪能力。

摘要： 本发明公开了一种基于ELM的最大风能捕获方法。获取机组某段时间内的有效风速信息和对应时间段的与有效风速相关的机组输出数据，去除获取到的机组输出数据中的相关性并进行归一化操作，构造ELM的训练集，使用该训练集确定ELM模型，得到风速估计模型，该模型在线给出有效风速值，进而计算转速跟踪误差，给出连续的最大风能捕获控制器。该方法获得的最大风能捕获控制器能够消除抖振现象，从而降低传动系统的载荷，延长机组的服役寿命，克服传统最优转矩算法收敛速度较慢的缺点，提高风能捕获效率，简单易行，实施成本低，需要调试的参数少，相比于传统最优转矩控制算法，能够提高机组产能，增加风电场的经济效益。

摘要： 本发明公开一种基于风能分布捕获最大风能的方法和系统。根据本发明，在设定时间段内多次测量风电机组的风速与风向；基于多次测量的风速与风向，构建风电机组的风能分布数据；基于风电机组的风能分布数据，判断最大风能捕获角度；以及基于所述最大风能捕获角度，指导风电机组进行偏航控制。本发明通过实时获取风速和风向二者的数值，能够有效实时地展现风电机组的风况，通过捕获最大风能方向，提升风能到电能的最大转换，提升风电机组的发电量。通过积累历史运行数据，对后续风机运行的最大风能的方向进行预测，可提前采取偏航，实现实时跟踪，减小未能捕获最大风能对风电机组造成的高载荷，减少风电机组可能出现的故障。

摘要： 本发明公开了一种风电机组最大风能捕获控制方法及系统，利用BP神经网络在线辨识风电机组逆模型；对风电机组进行实时控制，在线估计风轮气动转矩，利用牛顿拉夫逊方法对风轮气动转矩与风速的物理关系进行迭代求解，实时获取风速估计值；依据风速估计值计算参考转速；以参考转速、前一时刻风轮转速、前一时刻发电机电磁转矩以及气动转矩估计值作为风电机组逆模型的输入，计算当前时刻风电机组逆模型的转矩控制量；利用BP神经网络控制器计算闭环转矩控制量；将当前时刻风电机组逆模型的转矩控制量与闭环转矩控制量相加获得合电磁转矩控制量，经变流器实现合转矩设定目标，实现风电机组最大风能捕获控制，逻辑简单易于实现，响应快，稳定性较好。

摘要： 本发明提供了一种风力发电机组最大风能捕获控制方法、装置及系统，该方法包括：获取发电机转速以及低速轴扭转角度；根据发电机转速以及最优风能比例系数，计算发电机在不同转速下的最优转矩；根据低速轴扭转角度、低速轴扭转刚度及扭转阻尼系数，计算叶轮气动转矩；根据叶轮气动转矩修正最优转矩得到目标电磁转矩；根据目标电磁转矩控制发电机运行。本发明中风力发电机组在低风速区实现了电磁转矩的优化调节，能够有效提高在风力发电机工作在低于额定风速情况下能量吸收效率，提高风力发电机组的控制性能，进而提高风力发电机年发电量。

摘要： 本发明公开了一种双馈风力机最大风能捕获自抗扰非线性控制方法，涉及双馈风机变流器控制领域。首先，本发明基于最佳叶尖速比，得到双馈风机的最佳参考转速作为外环的转速参考值，通过直接转速控制实现风力机的最大风能捕获控制，并采用扩张状态观测器对外环转子转速及系统综合扰动进行观测，以提高系统的抗干扰能力。接着，对基于定子磁链定向的转矩内环采用反馈线性化解耦控制，用以表征双馈风电机组的非线性特性。最后结合滑模控制，提出了转速外环自抗扰滑模控制器和转矩内环反馈线性化滑模控制器相结合的双闭环控制策略，提高了系统的鲁棒性及动态响应速度。因此，双馈风电机组的最大风能捕获能力得到了进一步提升。