随着教学改革的深入,理实一体化课程由于将原本枯燥的理论知识和实践动手操作有机的结合起来,使所学知识更直观更易学,具有很好的教学效果,越来越受到教师和学生的青睐。下面就《风力发电设备的认知》这一教学内容的理实一体化实施过程进行设计。一、课程目标设计知识目标:掌握定桨距和变桨距的基本概念;掌握风力发电主要设备的工作原理,并能对其功能和工作原理进行分析。
变速风力发电机组已成为大型并网风力发电机组的主流机型。变速风力发电机组的控制主要通过两个阶段来实现。
作者:李建林; 张雷; 鄂春良 期刊:《智慧工厂》 2009年第05期
本文针对国外某知名风电公司液压变桨距风力机,采用可编程控制器(PLC)作为风力发电机的变桨距控制器。这种变桨控制器具有控制方式灵活,编程简单,抗干扰能力强等特点。本文介绍了液压变桨距系统的工作原理,设计了变桨控制器的软件系统。最后在国外某知名风电公司风力发电机组上做了实验,验证了将该变桨距控制器可以在变桨距风力机上安全、稳定运行的。
本文着重对变桨距控制技术进行研究。以研究发电机组的工作原理入手,在理解变桨距结构的基础上,对如何进行有效的桨距角控制进行了全面的理论研究。为了更好的对风力发电机工作进行模拟,利用数学工具对原有的系统进行了模拟,不仅在外在条件(风速、天气等)不同的情况下对原有系统进行了分析,还模拟了风力发电机组在外界变化的过程中系统内部结构是如何工作的,从而实现了对发电机机组的基本认识。
作为限制出力和制动速度的决定性系统,变桨系统的安全可靠性十分重要,目前我国风电机组的变桨距控制系统主要依靠引进。本文主要介绍风电机组变桨距控制系统控制策略,以及变桨距控制系统设计,希望能为同仁提供帮助。
半直驱永磁式全功率变流风电机组是由变桨距风轮驱动中速齿轮箱,再由齿轮箱驱动中速永磁发电机发电,通过全功率变流器向电网馈电的风电机组。目前,这种风电机组在陆上风电场和海上风电场都有应用。陆上风电场应用的主要是5 MW以下功率的半直驱永磁式全功率风电机组,海上风电场应用的主要是5 MW及以上功率的半直驱永磁式风电机组。近年来,欧洲海上风电场已批量应用8 MW及以上功率的半直驱永磁式全功率变流发电机组。
变桨距水轮机能在低流速下保持最小桨距角实现功率的最大捕获,还可在高流速下通过变桨来实现恒功率输出,减少了过载冲击。通过分析变桨距伺服控制系统,改进了基于自适应神经模糊推理系统的变桨控制方法,实现了更为平滑高效的变桨操作,并在Matlab/Simulink下进行了系统仿真,验证了所提控制方法的有效性。
作者:金鹏飞; 谢源 期刊:《电机与控制应用》 2018年第02期
针对传统PID变桨距控制难以在大惯性、强耦合的风力发电机组中取得较好的控制效果,提出了一种风速前馈的变论域模糊变桨距控制方法。根据功率误差及其变化率,通过模糊推理得到输入与输出论域的伸缩因子,避免了确定伸缩因子函数模型及其参数的困难;又采用风速前馈的方式实现桨距角的动态补偿,提高了系统的响应速度。仿真结果表明:当风速超过额定风速时,所提方法能使风力发电机组的转速更加稳定、输出功率更加平稳。
作者:党存禄; 杜小波 期刊:《工业仪表与自动化装置》 2017年第05期
风力发电机变桨距系统采用传统PID控制,不仅超调大、调节时间长、精度低,而且在超过额定风速时,风电机组的输出功率波动比较剧烈,误差较大。该文采用粒子群优化算法改进变论域模糊PID控制器,仿真结果表明:粒子群优化变论域的模糊PID控制器具有良好的动态性能及对风速扰动的鲁捧性,可以平稳地输出功率。
作者:刘湘琪; 邱敏秀; 林勇刚 期刊:《机床与液压》 2004年第08期
本文阐述了应用于风力发电系统的制动控制、定桨距控制,变桨距控制等单元的液压控制系统.并在变桨距液压控制系统中,提出以高速开关阀并联于电液比例方向阀实现在线故障诊断的液压冗余控制方案.
作者:王树强; 刘绍杰; 刘兴文 期刊:《机械研究与应用》 2004年第01期
介绍一种大型风力发电机变距器的设计方案,通过数学建模,用MatLab进行了数据计算和图形处理,完成了控制系统、液压系统、变距机构等部分的设计和分析,并对动力系统特征参数作了分析.
作者:刘湘晨; 蔡晓君; 白山 期刊:《北京石油化工学院学报》 2014年第03期
海流能是指海水流动所蕴含的动能,其主要利用方式是发电。探讨了海流能发展的现状和海流能发电技术的原理、适用条件、设计思路及可靠程度。对各相关技术的研究方向提出了切合实际的建议并进行了有意的探索。针对我国的国情,应重点开展海流能高效捕获机构、大比数增速机械传动装置、海底高压、高腐蚀情况下的动密封技术、发电装置基础结构和海上安装技术等5个方面的研究工作。
作者:郭庆鼎; 赵麟; 郭洪澈 期刊:《沈阳工业大学学报》 2005年第02期
针对一种变速变距风力发电机,提出了一种滑模变结构鲁棒控制方案.由于滑模变结构具有独特的优点,因此应用滑模变结构原理设计了滑模变结构控制器.通过分析可知,所设计的滑模变结构控制器不但可以控制风轮转速使之从风中获得最大功率,还可以控制浆距角调节的速度,进而通过浆距调节来使输出功率平稳.仿真实验结果表明所提出的控制方案是十分有效的,此控制系统具有良好的鲁棒性能.
作者:谭俊哲; 闫家政; 王树杰; 陈震; 袁鹏 期刊:《海洋工程》 2017年第03期
我国具有丰富的潮流能资源,但是存在潮流流速偏低、难以高效利用等问题。潮流能水轮机变桨距技术的利用,可有效提高潮流能资源利用效率。以提高潮流能水轮机高效获能为目标,分析了水轮机叶片桨距角对潮流能水轮机获能的影响规律,研究了水轮机变桨距技术原理及控制策略。在20 k W潮流能水轮机中运用了电动变桨距技术,根据潮流流速的不同,使用最大功率点追踪控制算法控制桨距角,并对机组运行过程进行实时测试。机组运行数据表明,与非...
风力发电的开发对增加我国能源供应、调整能源结构具有重要意义。为了优化风电系统的稳定性,本文利用神经网络在非线性建模方面的优越性,建立了一个基于神经网络的风电机组变桨距恒功率控制系统,该系统在BP神经网络变桨距模型的基础上,利用SIMULINK工具箱搭建了风电机组变桨距恒功率控制系统模型、经仿真和实践运行验证,该模型控制效果良好,能根据风速检测值调节桨距角,实现在不同风速段对发电机输出功率的恒定控制,具有良...
作者:秦录芳; 王加伟; 孙涛 期刊:《现代制造工程》 2017年第04期
针对风能的随机性、不稳定性以及风力机模型的大扰动、多变量和非线性特点,对风力机组模型的仿射非线性系统进行精确反馈线性化,设计基于最优控制理论的非线性最优控制方法——线性二次型最优控制,并通过仿真验证该新型控制方法的有效性。仿真结果表明:当风速超过额定风速时,该控制方法能将风力机输出功率限制在额定功率10%的范围之内,同时该方法具有较好的精度、稳定性和响应时间短的优点。
作者:甄亮; 方占萍 期刊:《自动化仪表》 2016年第11期
对大型风力机变桨距加载系统产生的多余力抑制方法进行了研究,提出了一个将变桨距位置系统等效为倒立单摆负载的方法以减小多余力.考虑到单摆负载的位置系统与加载系统之间的耦合关系,采用了双微分结构解耦补偿控制策略.Matlab仿真结果证明,采用双微分结构解耦补偿控制策略后,当加载频率达到10Hz时,多余力从±22N左右减小到±4N左右,满足加载系统的性能指标.仿真结果表明了采用双微分结构解耦补偿控制策略抑制多余力的有效性.
双馈发电机属于变速恒频发电机,当风速超出额定风速时,采用变浆距技术使输出功率维持在额定功率附近,这样即保护了电气系统,又能提高风电机组的运行效率。本文基于LabVIEW平台对双馈风电机组变浆距控制系统进行建模,最终通过模拟不同风速,观察定子输出功率以及浆距角的变化规律。
作者:田亚平; 刘绍杰; 康军凤 期刊:《沈阳理工大学学报》 2006年第05期
针对兆瓦级水平轴变桨距风力发电机的控制要求,设计了变桨距液压控制系统.运用传递函数法结合阀控非对称缸理论建立了变桨距液压系统的数学模型,利用Simulink仿真软件对其进行了动态仿真,根据仿真结果验证了其模型的合理性和正确性.通过建模仿真试验为MW级大型风力发电机变桨距国产化提供了一定的理论数据.
作者:林勇刚; 李伟; 崔宝玲; 刘宏伟 期刊:《太阳能学报》 2007年第06期
针对风力机功率控制的重要性,设计了电液比例变桨距执行机构,并结合风力机设计软件B1aded组建成半物理仿真试验台。在此试验台上对提出的分段PID变桨距控制算法以及变速恒频和变桨距切换设定的控制策略进行试验研究。试验结果表明在风速高于额定值时,通过分段PID变桨距控制发电机输出功率稳定性高于常规PID,当风速在额定值左右变化时,变桨距和变速恒频切换正常,满足功率控制和最大风能捕获的要求。