双馈风电机组模型预测控制载荷控制变桨距控制论文

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基于滑模理论的双馈风力发电系统控制

基于滑模理论的双馈风力发电系统控制基于滑模理论的双馈风力发电系统控制摘要：随着清洁能源的快速发展和对环境污染的不断关注，风力发电系统作为一种可再生能源的重要代表逐渐得到广泛应用。

然而，由于受到复杂的环境和风速波动的影响，风力发电系统的控制面临着很大的挑战。

本文基于滑模理论，提出了一种基于滑模控制的双馈风力发电系统控制策略，旨在实现对风力发电系统的快速、稳定的控制。

一、引言风力发电系统是一种将风能转化为电能的设备，具有清洁、可再生的特点，被广泛应用于电力供需平衡和减少化石能源消耗的需求中。

然而，由于风力资源的不稳定性和复杂性，风力发电系统的控制面临许多挑战。

目前，针对风力发电系统的控制策略主要包括传统的PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

然而，这些方法往往对于风速变化和环境扰动不敏感，无法满足风力发电系统的高性能要求。

二、双馈风力发电系统双馈风力发电系统是目前应用较广泛的一种风力发电系统。

该系统由旋转的风轮、双馈感应发电机、功率转换器和电网等组成。

其中，双馈感应发电机是该系统的核心部件，它通过转子回路和定子回路与电网相连，实现将转动的风轮运动能转换为电能。

三、滑模控制理论滑模控制理论是一种在控制系统中应用滑动模式的控制方法。

它通过设定一个滑模面，在该滑模面上实现系统状态的快速、稳定的控制。

滑模控制理论具有很好的鲁棒性和适应性，能够较好地应对系统的不确定性和外部扰动。

四、基于滑模理论的双馈风力发电系统控制策略1. 风速估计器设计为了实现对风力发电系统的控制，首先需要准确地估计风速。

本文采用传统的风速估计器设计方法，结合风轮转速和电机转矩等参数，通过信号处理和数学模型推导，得到较准确的风速估计结果。

2. 风机转速控制双馈风力发电系统的风机转速是影响系统输出电能的重要因素。

本文利用滑模控制理论设计风机转速控制器，通过调节转矩指令和电机转矩，使风机转速能够快速响应并保持稳定。

3. 功率转换器控制双馈风力发电系统的功率转换器将风机发电的交流电能转化为直流电能，并与电网进行连接。

双馈风力发电系统仿真与控制研究

专业硕士学位论文
双馈风力发电系统仿真与控制研究
Research on Control Strategy and Simulation of Doubly-Fed Wind-Power Generator System
李跃华
2013 年 12 月
国内图书分类号：TM614 国际图书分类号：621.3
关键词：双馈风力发电；电磁暂态特性；协调控制策略；低电压穿越
I
华北电力大学硕士学位论文
Abstract
As a result of dual constraints of fossil energy depletion and environmental protection, wind power industry has a rapid development all over the world. With the access to grid of wind generation power centralized and on a large, the core control technology of doubly-fed induction generator (DFIG) which is one of the mainstream models of variable speed constant frequency wind power generation system, becomes the essential issue. Because of the structure difference of DFIG and traditional synchronous and asynchronous motors and its transient characteristics and fault mechanism has not been revealed thoroughly, it makes relay protection setting difficult, the safety of electrical equipment vulnerable and the stable operation of power grid out of safety. Based on DFIG wind power generation system, the in-depth study of control strategy in grid-side converter and machine side converter is conducted in this thesis. Firstly, stable operational model of DFIG is built on the RTDS simulation platform. A reasonable filter and control parameters is designed to satisfy the requirements of its access to the grid a. Secondly, based on the space vector model of DFIG based derivation of symmetrical fault, the stator and rotor flux and current analytical expression under symmetrical three-phase fault is derived. Analysis of the transient current mechanism of action is conducted and the correctness of the analytical results is verified by simulation. Finally, for the Low Voltage Ride-through (LVRT) of DFIG under symmetrical three-phase fault, a rotor Crowbar adaptive control method which based on voltage dip degree is proposed. The simulation results on the RTDS platform confirmed the effectiveness of the proposed control strategies. Keywords: doubly-fed induction generator, electromagnetic transient characteristics, coordinated control strategy, low voltage ride through

双馈风力发电机的控制策略分析

ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｒｏｔｏｒ－ｓｉｄｅｃｏｎｖｅｒｔｅｇｔｈｕｓａｃｈｉｅｖｅｓｔｈｅｄｏｕｂｌｙ－ｆｅｄｍａｃｈｉｎｅａｃｔｉｖｅａｎｄ
船电技术１控制技术
双馈风力发电机的控制策略分析
黄晓华，曹辉
（大连海事大学轮机工程学院，辽宁大连１１６０２６）
摘
要：本文研究了现如今应用较多的变速恒频双馈电机发电系统，介绍了其原理，分析了数学模型，研
ｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｐｒａｃｔｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄｐｏｗｅｒ；ｖａｒｉａｂｌｅｓｐｅｅｄｃｏｎｓｔａｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｄｏｕｂｌｙ－ｆｅｄｍａｃｈｉｎｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｄｏｅｓｓｏｍｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｓｐｅｅｄｃｏｎｓｔａｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｕｂｌｙ－ｆｅｄｍａｃｈｉｎｅ

基于风速预测的双馈风力发电机组变桨距协调控制

Ａｂｔａｔａｅｏｎｌｓｓｏｈｃａａｔｒｓｉｓｏｎｅｅｇｓｒｃ：Ｂｓｄｎａａｙｉｆｔｅｈｒｃｉａｉｎ，ａｄｃｍｍｏｌｓｄｄｓｅｄｒｇｏａｚｔｏｌｎｏｎｙｕｅ
第４卷第３０期
２１０２年５月
河海大学学报（自然科学版）
ＪｕａｏｏａＵｉｒｔＮｔａＳｉｃｓｏｒｌｆｈｉｎｅｉ（ａｒｌｃｅｅ）ｎＨｖｓｙｕｎ
Ｖｏ．０Ｎｏ．１４３
Ｍａ０２ｖ２１
Ｖａａｌ — ｔｈｃｏｄｎｔｏｒｌｏｏｌ－ｅｎｕｃｉｎｇｎｒｔｒａｅｎｉｒｂｅｐｉｃｏｒｉａｅｃｎｔｏｆｄｕｂｙｆｄｉｄｔｏｅｅａｏｓｂｓｄｏ
ｗｉｐｅｒｄｃｉｎｎｄｓｅｄｐｅｔｏｉ
ｍｅｈｄｏｏｔｏｆｌｒｅｓｚｄｗｉｄｔｒｉｅｔｏｓｆｒｃｎｒｌｏａｇ —ｉｅｎｕｂｎｓ，ｔｉａｒｄｓｕｓｓｔｅｄｌｙａｄｓｇｆｃｔｉｅｔａｐｏｌｍｓｉｏｔｌｈｓｐｐｉｃｓｅｈｅａｎｉｎｉａｎｒｉｒｂｅｎｃｎｒｅｉｎｏ
风速送入控制环节，具有较好的动态控制性能．最后，通过实例仿真验证了该设计方法的有效性．
关键词：风力发电；变桨距协调控制；速预测；间序列；风时小波分析
中图分类号：Ｍ６４Ｔ１文献标志码：Ａ文章编号：００１８（０２０ — ３７０１０ —９０２ｌ）３０５ — ４

变速恒频双馈风力发电机组变桨控制系统研究与实现

摘要以计算机入手，采用先进的S7-300型PLC为心核控制器硬件设计，利用MCGS 组态软件进行控制器设计，通过完善的软件与硬件相结合，设计了一种变速恒频双馈风力发电机组变桨控制系统。

在风力发电系统中，变桨距控制技术关系到风力发电机组的安全可靠运行，影响风力机的使用寿命，通过控制桨距角使输出功率平稳、减小转矩振荡、减小机舱振荡，不但优化了输出功率，而且有效的降低的噪音，稳定发电机的输出功率，改善桨叶和整机的受力状况。

变桨距风力发电机比定桨距风力发电机具有更好的风能捕捉特性，现代的大型风力发电机大多采用变桨距控制。

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。

关键词：变速恒频，变桨控制，PLC，风力发电ABSTRACTTo start the computer, using advanced PLC S7-300 type nuclear controller hardware design for the heart, using the configuration software MCGS controller design, by improving the software and hardware to design a variable speed constant frequency wind power unit pitch control system. In the wind power system, variable pitch control technology related to wind turbines safe and reliable operation, affected the life of wind turbine by controlling the pitch angle so that the output power stable, reducing the torque oscillation, reduce cabin vibration, not only optimize the output power, and effectively reduce the noise, stable output power generators to improve the blade and the stress state of the whole machine. Pitch than the fixed pitch wind turbine wind turbines to capture wind energy with better features, most modern large-scale wind turbines with pitch control. In this paper, a well-known foreign companies wind power hydraulic variable pitch wind turbine, using programmable logic controller (PLC) as a wind turbine pitch controller. This pitch control mode controller with a flexible, programming is simple, and strong anti-interference characteristics.Key words:VSCF，Pitch control，PLC，Wind power目录1绪论 (1)1.1文献综述 (1)1.2风力发电机的历史与现状 (3)1.3选题背景及其意义 (5)2变桨控制系统工作原理 (7)2.1变桨控制 (7)2.2角距控制系统 (9)2.3变浆控制功能模块设计 (9)3 FC-2A风速传感器的介绍 (12)3.1 FC-2A风速传感器 (12)3.2 FC-2A风速传感器结构 (13)3.3现场安装调试及使用 (13)4 PLC控制系统的介绍 (15)4.1 PLC的概述 (15)4.2西门子S7-300的选择原因及主要模块介绍 (18)4.3模拟值的表示 (21)4.4 PLCS7-300的模块选择及其介绍 (22)5系统设计 (24)5.1 I/O对照表 (24)5.2系统流程图 (24)5.3硬件接线图 (24)5.4序实现说明 (24)5.5 PLC程序 (25)6.结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)1绪论基于PLC的变速恒频双馈风力发电机组变桨控制系统研究与实现，变速恒频双馈风力发电机组变桨控制系统是风力发电机组电控系统的重要组成部分，变桨控制可以使得风力发电机组在较大的风速范围内获得较高的风能利用系数。

《基于储能装置的双馈风力发电系统控制策略研究》范文

《基于储能装置的双馈风力发电系统控制策略研究》篇一一、引言随着社会对可再生能源的需求持续增长，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，已经引起了广泛关注。

双馈风力发电系统，以其高效、灵活的优点，在风力发电领域占据了重要地位。

然而，风力资源的波动性和间歇性给电网的稳定运行带来了挑战。

为了解决这一问题，本文提出了一种基于储能装置的双馈风力发电系统控制策略，以提高系统的稳定性和发电效率。

二、双馈风力发电系统概述双馈风力发电系统是一种利用风力驱动发电机发电的系统，其关键部分包括风力机、发电机、变换器和控制单元等。

该系统通过控制变换器的开关角度和频率，实现发电机与电网的连接和断开，从而实现对风能的捕获和转换。

然而，由于风力的波动性，双馈风力发电系统的输出功率也会随之变化，给电网的稳定运行带来挑战。

三、储能装置在双馈风力发电系统中的作用储能装置在双馈风力发电系统中起着平衡功率、稳定电网的作用。

当风力较大时，储能装置可以吸收多余的电能；当风力较小时，储能装置可以释放电能，从而保证电网的稳定运行。

此外，储能装置还可以帮助系统更好地应对风力的波动性，提高双馈风力发电系统的发电效率。

四、基于储能装置的双馈风力发电系统控制策略为了进一步提高双馈风力发电系统的稳定性和发电效率，本文提出了一种基于储能装置的控制策略。

该策略主要包括以下两个部分：1. 优化储能装置的充放电策略根据双馈风力发电系统的输出功率和电网的需求，优化储能装置的充放电策略。

当系统输出功率大于电网需求时，储能装置进行充电；当系统输出功率小于电网需求时，储能装置进行放电。

通过这种方式，可以有效地平衡系统的功率输出，保证电网的稳定运行。

2. 引入预测控制算法利用现代控制技术，引入预测控制算法对风电场的未来风速和功率输出进行预测。

根据预测结果，提前调整储能装置的充放电计划，使系统能够在风速变化时更快地响应并调整其输出功率。

这有助于提高系统的稳定性和发电效率。

五、实验与分析为了验证本文提出的控制策略的有效性，我们进行了实验和分析。

风力发电机组变桨距控制策略研究

风力发电机组变桨距控制策略研究xx年xx月xx日contents •引言•风力发电机组变桨距控制系统概述•基于优化算法的变桨距控制策略研究•基于模糊逻辑的变桨距控制策略研究•基于神经网络的变桨距控制策略研究•变桨距控制策略实验验证与结果分析•结论与展望目录01引言风能作为一种清洁、可再生的能源，在全球能源供应中占据重要地位。

风力发电机组是实现风能转换的重要设备，而变桨距控制策略是提高风能利用率和机组运行稳定性的关键技术。

随着风电技术的不断发展，对风力发电机组变桨距控制策略的研究具有重要意义，可以为提高风电发电效率、降低能源成本、优化能源结构提供技术支持。

研究背景与意义目前，国内外学者针对风力发电机组变桨距控制策略进行了广泛研究，提出了许多不同的控制方法。

早期变桨距控制策略主要采用PID控制器，但PID控制器的参数调整较为复杂，且在风速变化较大时控制效果不佳。

随后，模糊控制、神经网络等智能控制方法逐渐应用于变桨距控制策略中，这些方法能够更好地适应风速的波动和不确定性。

近年来，随着优化算法和机器学习技术的不断发展，基于优化算法的变桨距控制策略和基于机器学习的变桨距控制策略也逐渐成为研究热点。

这些方法通过优化控制参数或利用历史数据对风速进行预测，可以进一步提高风能利用率和机组运行稳定性。

研究现状与发展本研究旨在研究一种基于优化算法的变桨距控制策略，以提高风能利用率和机组运行稳定性。

具体研究内容包括1. 研究风力发电机组变桨距控制的数学模型，建立相应的仿真模型；2. 基于优化算法对变桨距控制策略进行优化，选取合适的优化目标函数，并确定优化参数；3. 对优化后的变桨距控制策略进行仿真研究，分析其控制效果和机组运行性能；4. 对优化后的变桨距控制策略进行实验验证，以评估其实践应用价值。

研究内容与方法02风力发电机组变桨距控制系统概述风力发电机组结构风力发电机组主要由风轮、齿轮箱、发电机、塔筒等组成。

工作原理风力发电机组利用风能驱动风轮旋转，通过齿轮箱将风轮的旋转动力传递到发电机，从而转化为电能。

双馈式变速变桨风电机组的桨距控制

桨距和转矩阻尼滤波控制方式。以２ＭＷ变速变桨风力发电机组为验证对象，基于Ｂ１ｄ。ｄ软件平台对该控制策
略与传统的变桨距控制策略进行仿真比较。结果表明：所提出的控制策略能够稳定电功率输出．降低塔架振
２变桨距控制
＝
２．１传统变桨距控制传统变桨距控制以发电机转速作为变桨距控制
１风力发电机组模型
１．１风力机空气动力学特性分析
风力发电系统由机械部分和电能转化部分组
成。对于机械部分，由空气动力学可知，风力机从风能捕获的机械能功率为：
１
１
＝ —ｐ耵尺ｃ（Ａ，）Ｖ一
：耵ｃ（Ａ，ｆ１）ｖ
（３）
式中：Ｃ为力矩系数。１．２风力机传动系统模型
风力发电机组可由风轮、低速轴、齿轮箱、高速轴及发电机组成［６］，如图２所示。
图２风力机传动结构Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｄｒｉｖｅｔｒａｉｎｓ
维持输出电功率稳定和降低塔架振动等问题，对其控制技术进行研究。在研究传统变桨距控制策略的基础
上，提出非线性转矩的统一变桨距控制策略。针对风电机组的塔架前后和侧向振动．提出基于加速度密度；为风轮半径；为风速；Ａ为叶尖速比；卢为桨距角；Ｃ为风能利用系数，是和

风电机组变桨距控制方法的建模与仿真研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｓｔｒｏｎｇｎｏｎｌｉｎｅａｒ．ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｂｌｅａｎｄｏｔｈｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｓ．ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｄｉ｛ｆｌｉｃｕｌｔｔｏａｃｈｉｅｖｅｇｏｏｄｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｉｎｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｐｉｔｃｈｃｏｎｔｒｏｌｏｆｗｉｎｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｇｉｖｅｓａｄｅｓｉｇｎｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｌｆ — —
ＰｒｏｂｅｉｎｔｏＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＶａｒｉａｂｌｅＰｉｔｃｈＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｆｏｒＷｉｎｄＴｕｒｂｉｎｅｓ
ｓｔｒａｔｅｇｙｈａｓａｇｏｏｄｓｔａｔｉｃ＆ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｃｅｒｔａｉｎｄｅｇｒｅｅｏｆａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈＰＩＤｃｏｎｔｒｏ１．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｔｉｍｅｄｅｌａｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｓ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｎｅｗｖａｉｒａｂｌｅｐｉｔｃｈｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｆｕｚｚｙｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄａｎｄｆｕｚｚｙＰＩＤｃｏｎｔｒｏ１．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｔｈｅｂｌａｄｅ，ｔｈｅｆｕｚｚｙｆｅｅｄｆｏｗａｒｒｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃａｎｇｉｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

双馈风力发电系统的建模与控制研究

§1-2 风力发电概述
风能作为一种新的、安全可靠的绿色能源，其优越性被大多数人所认识。风力发电的优越性可归纳为以下三点[3]：
(1) 风能是一种对环境无污染的洁净绿色能源。 (2) 近几年由于风力发电技术不断进步，使得风力发电备受人们的重视，单机容量不断增大，风能被认为是一种安全可靠的能源。随着风力发电经济性逐渐提高，风电的成本持续下降。 (3) 风力发电场建设周期短，并且风力发电占地面积少，塔筒、监控和变电建筑仅占风电场约 1% 的土地，其余 99%的广大场地不受影响。风力发电具有较好的经济效益和社会效益，风力发电技术的发展越来越受到世界各国的重视。
关键词: 风力发电，双馈发电机，矢量控制，PID 控制器，模糊 PID 控制器
i
双馈风力发电系统的建模与控制研究
STUDY ON MODELING AND CONTROLLING OF DOUBLY-FED WIND POWER SYSTEM
ABSTRACT
Energy source crisis and environment pollution are the two problems restricting the development of human and developing renewable energy is the important way to solve the two problems. Wind power as its renemable and clean characteristic, the technicalness in wind power is paid great attention by more and more countries because of its outstanding excellence.

双馈感应风力发电机组的控制研究

双馈感应风力发电机组的控制研究一、本文概述随着全球对可再生能源的需求不断增长，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，已经在全球范围内得到了广泛的关注和应用。

双馈感应风力发电机组作为一种高效、可靠的风力发电设备，在风力发电领域具有重要的地位。

本文旨在深入探讨双馈感应风力发电机组的控制技术，包括其运行原理、控制策略以及在实际应用中的挑战和解决方案。

本文首先介绍了双馈感应风力发电机组的基本结构和运行原理，为后续的控制技术研究奠定基础。

随后，文章重点分析了双馈感应风力发电机组的控制策略，包括最大功率点跟踪控制、电网接入控制、有功和无功功率解耦控制等。

这些控制策略对于提高发电机组的运行效率、稳定性和可靠性具有重要意义。

本文还讨论了双馈感应风力发电机组在实际应用中面临的挑战，如电网电压波动、风速变化等，并提出了相应的解决方案。

这些解决方案旨在提高发电机组对各种环境条件的适应能力，从而确保其在复杂多变的风力发电环境中稳定运行。

本文总结了双馈感应风力发电机组控制技术的研究现状和发展趋势，为未来的研究提供了参考和借鉴。

通过本文的研究，可以为双馈感应风力发电机组的优化设计和运行控制提供理论支持和技术指导，推动风力发电技术的进一步发展和应用。

二、双馈感应风力发电机组的基本原理与结构双馈感应风力发电机组（DFIG）是一种高效且广泛应用的风力发电技术。

其基本原理和结构特点决定了它在风力发电领域中的重要地位。

基本原理：双馈感应风力发电机组的运行基于电磁感应和电机学的基本原理。

当风力驱动风轮旋转时，风轮的机械能转换为发电机转子的动能。

转子的旋转在发电机内部产生旋转磁场，从而感应出电动势，并在定子侧产生电能。

与常规感应发电机不同，双馈感应发电机的定子侧和转子侧都接入电网，使得发电机可以在不同的风速下保持最优的运行状态。

结构特点：双馈感应风力发电机组主要由风轮、齿轮箱、发电机、控制系统等部分组成。

风轮是捕获风能的部件，通常由多个风叶组成，风叶的形状和数量根据具体的设计要求而定。

风电机组变桨距控制技术综述范文

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双馈异步风电机组模拟惯量响应控制技术综述

新能源双馈异步风电机组模拟惯量响应控制技术综述速控制，获得最优的叶尖速比，使风能利用系数 C p 达到最大，从而最大效率地捕获风能。

但是，当变速风电机组运行在最大功率跟踪控制或额定功率状态时，电力电子装置的快速响应特性和矢量控制等技术的良好控制性能，能够实现风电机组和电网状态的 “隔离”，使得风电机组对电网频率变化不产生响应或仅产生可以忽略的响应，惯量近似为 0。

根据控制对象的不同，模拟惯量控制可以分为转矩补充控制和有功功率补充控制。

1.1 转矩补充控制文献[4-5] 指出，模拟惯量响应的基本原理是实现转子转速和电网频率变化的同步，通过引入电网频率的变化率 d f /d t ，相当于转子转速的变化率 d ωr /d t ，可以获得模拟惯量对应的功率控制目标随着风电产业的迅速发展，风电场逐渐替代 ΔP =d E k = d (1 J ω 2 )=J ω d ωr（1）常规电源会导致电力系统惯量减小。

当发生电源 d t d t 2 r rd t故障脱网或者负荷增大等扰动时，电力系统会出现式中： ΔP 为转子动能对应的功率， E k 为转子动（2）率标有。

（3）基金项目：国家 863 高技术基金项目（2012AA050203）；国家电网公司科技项目（522727120006；522727120012）作者简介：杨列銮（1963—），男，硕士，高级工程师，主要从事电力系统规划及新能源研究。

新能源中国电力第 47 卷图 1 引入 d f /d t 反馈的模拟惯量转矩补充控制Fig.1 Complemented control of emulated inertial torque with d f /d t feedback文献[6] 指出，文献[5] 中直接对电网频率进行微分容易受到噪声的干扰，因此提出采用式（4）实现模拟惯量控制，且允许参数 K 和 τ 的取值根据惯量响应的需要进行变化，如图 2 所示。

双馈风电机组模型与调节性能研究

双馈风电机组模型与调节性能研究双馈风电机组是目前广泛应用于风力发电系统中的一种发电机组类型。

它通过在风电转子电机轴上串接一台统称为双馈感应发电机（DFIG）的异步发电机，使发电机组具备调节风力转速及提高电能转换效率的能力。

本文将介绍双馈风电机组的模型以及其调节性能的研究。

首先，双馈风电机组的模型可以分为两个子系统：转子电机子系统和定子变换子系统。

转子电机子系统由转子电机、转子电流和转子电压组成，其功率方程可以表示为：Pmg = Emg * Img * cos(θm - θr)其中Pmg为机械功率，Emg为电磁励磁电压，Img为电磁励磁电流，θm和θr分别为转子电机和转子电流的相角。

定子变换子系统由定子变换器、定子电流和定子电压组成，其功率方程可以表示为：Pcs = Esc * Isc * cos(θs - θr)其中Pcs为电网功率，Esc为定子变换电压，Isc为定子变换电流，θs为定子电压的相角。

转速调节性能是指双馈风电机组在受到不同风速和负荷变化时，能够稳定输出所需的机械功率，并保持一定的转速，以确保风力发电系统的运行稳定性。

为了提高转速调节性能，可以采用速度闭环控制策略，结合转子侧变频器来调节转子电机的转速。

另外，还可以通过优化电网侧变频器的控制算法，实现对电网功率的精确控制。

功率调节性能是指双馈风电机组能够快速、准确地响应电网功率需求变化，并保持电网功率的稳定输出。

为了提高功率调节性能，可以采用电压闭环控制策略，通过定子侧变频器来调节定子变换电压的大小，实现对电网功率的调节。

此外，还可以对功率控制算法进行优化，提高功率控制的精度和响应速度。

总结起来，双馈风电机组模型的研究和调节性能的优化对于提高风力发电系统的运行稳定性和电能转换效率具有重要意义。

通过采用合适的控制策略和优化算法，可以提高双馈风电机组的转速调节性能和功率调节性能，从而实现电能的高效转换和稳定输出。

风力发电机组变桨系统毕业论文

风力发电机组变桨系统的维护与检修毕业顶岗实习报告书专业: 电力系统自动化技术（风电方向）班级：姓名:顶岗实习单位: 金风科技股份有限公司校外指导师傅：校内指导教师:报告完成日期：新疆农业大学2015年6月风力发电机组变桨系统的维护与检修学生姓名：专业班级：学生诚信签名：完成日期:指导教师签收：摘要能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题.传统的化石燃料虽能解决能源短缺的问题，却给环境造成了很大的破坏，而风能具有无污染、可再生、低成本等优点，所以其受到世界各国的重视.可靠、高效的风力发电系统的研发己经成为新能源技术领域的热点。

然而，因为风能具有不稳定性、能量密度低和随机性等特点，同时风电厂通常位于偏远地区甚至海上，自然条件比较恶劣，因此要求其控制系统必须能够实现自动化运行,并且要求控制系统有高可靠性。

所以对风力发电机组尤其是大型风电机组的控制技术及风力发电后期的维护和检修就具有相当重要的意义.本文首先在对风力发电原理，风电机组研究的基础上从变桨距风力机空气动力学研究入手，分析了变桨距控制的基本规律,再结合目前国内主流的变桨距控制技术分别设计出了液压变桨距控制,电动变桨距控制的方案，变桨距风机的维护和检修，最后在此基础上提出了一种较为理想的控制策——半桨主动失速控制。

关键词：变桨距控制，维护,检修目录一顶岗实习简历 (1)二顶岗实习目的 (1)三顶岗实习单位简介 (2)四顶岗实习内容 (3)第一章变桨距系统 (3)1。

1变桨距与定桨距 (5)1。

1.1定桨距 (5)1。

1。

2 变桨距 (5)1.1.3定桨距与变桨距的比较 (5)1。

2 变桨距控制过程 (7)1.3 变桨距风力机组的运行状态分析 (8)1.3.1 启动状态 (8)1.3。

2 欠功率状态 (8)1.3。

3 额定功率状态 (8)1.4 变桨距控制的特点 (9)1.4.1 输出功率特性 (9)1.4.2 风能利用率 (9)1.4.3 额定功率 (9)1.4.4 启动与制动性能 (9)1。

双馈异步风力发电机组变桨距控制研究

双馈异步风力发电机组变桨距控制研究
随着人类社会的不断进步,工业化进程的不断加快,世界各地对能源的需求量急剧上升。

为了更好地解决能源问题,发展区别于传统能源形式的新能源势在必行。

风能作为一种高效的,可利用新能源,备受人们的关注。

风力发电机组作为风能转换为电能的载体,无论是机组的自身技术问题,还是生产过程中存在的制造问题,都非常有研究的必要。

本文选择双馈异步风力发电机的变桨距控制系统作为研究对象,希望对变桨距控制系统进行改进,从而提高风力发电机组的发电效率和电能质量。

对于目前变桨距控制系统而言,采用的核心算法仍旧是常规PID算法,这种算法虽然能基本满足机组需要,但也存在着许多问题。

本文在此基础上,提出基于膜计算的自整定PID算法,旨在提高变桨距控制系统的性能,为机组的稳定可靠运行提供保障。

基于膜计算的自整定PID算法,是在常规PID的基础上,引入膜计算模型,利用膜计算的优势,提高PID三参数整定的速度和准确率,为系统提供更加匹配的比例系数、积分时间和微分时间。

本文采用理论与验证相结合的方式进行研究。

首先,对双馈异步风力发电机组建立有效的数学模型。

其次,对机组的变桨距控制系统进行深入地探讨,在原有的基础上提出基于膜计算的自整定PID控制器。

再对基于膜计算的自整定PID控制器进行详细地设计和验证。

最后,以双馈异步风力发电机组的数学模型为依托,对基于膜计算的自整定PID控制器进行仿真实验,并对仿真结果进行讨论。

双馈异步风力发电系统变桨距控制技术研究

双馈异步风力发电系统变桨距控制技术研究在环境污染、全球都提倡节能减排的形势下,风能作为清洁型可再生能源之一,其开发利用已受到全世界的广泛关注,市场前景广阔。

在各国大力发展风力发电技术之际,变桨距控制技术已成为研究的热点之一。

本文以双馈式风力发电系统(DFIG)为研究对象,对兆瓦级风电机组电动变桨距控制进行了全面的理论分析和仿真验证,围绕变桨距控制策略和变桨距伺服系统两方面进行研究,主要工作如下:(1)在桨叶空气动力学分析的基础上,建立风能捕获、气动功率,气动转矩等重要状态变量的数学模型,并通过机理建模的方式搭建与变桨距技术相关的各子系统数学模型,包括风轮模型、传动链模型。

(2)通过分析风力发电系统运行原理和控制要求,提出了不同工段风力机变桨距控制策略。

针对额定风速以下和额定风速以上分别建立了最大功率追踪算法(MPPT)和模糊自适应PID控制算法,并设计了基于以上两种算法模糊切换的全风速段双模变桨距控制器。

相比传统单一PID控制,双模变桨距控制器对全风速段的适应性更好,在低风速段,能获得最佳风能捕捉,在高风速段,能够获得更稳定的功率输出。

(3)通过对桨叶负载分析计算,为电动变桨距执行机构主要部件选型提供了理论依据。

设计了基于矢量控制的永磁同步电机三闭环变桨距伺服系统,针对传统矢量控制中d-q轴电流不完全解耦造成的变桨电机转矩/电流波动,提出了电压前馈解耦型变桨距方案,经Simulink仿真验证,改进后的变桨距伺服系统具有桨距角位置跟踪能力强、变桨负载动态响应快的特点。

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双馈风电机组模型预测控制研究
【摘要】随着双馈风电机组向大容量、高性能的目标发展,研制出可靠稳定、优化运行的双馈风电机组控制系统,是当前风电机组控制应用领域研究的热点。

在双馈风电机组的速度调节和增加结构模态阻尼减小机组载荷之间取得协调,达到整体性能的优化是控制研究的重点。

本文针对双馈风电机组减少动态载荷实现高效稳定控制提出一种多状态模型预测控制策略,以减小机组传动链扭振、叶片平面外一阶挥舞和塔筒前后一阶摆动为目标,进行变矩和变桨模型预测控制系统的设计研究,论文主要工作如下：针对双馈风电机组多自由度耦合问题,本文在常规风电机组3状态模型的基础上,找出影响机组运行的
其他因素并加以量化,根据控制目标的不同,选择不同的状态变量。

充分考虑风轮旋转、传动链扭振、叶片平面外一阶挥舞和塔筒前后一阶摆动四个自由度对机组的影响,建立了变桨控制7状态模型以及转矩控制3状态模型。

模型能够描述机组的关键动力学特性,适合于在控制器设计与开发中应用。

提出了一种模型预测控制算法来抑制风速扰动的动态响应。

在预测的未来输出和优化控制目标函数中考虑了风速扰动的作用,增加了对可测风扰动的计算,全面推导了增加风扰动抑
制效果的双馈风电机组模型预测控制算法计算过程,实... 更多还
原
【Abstract】 With the development of double-fed wind turbine
towards high-capacity and high-performance, the research of
wind turbine control focus on developing a reliable and optimal operation of the double-fed wind turbine control system. The most important part of this job is to achieve coordination between speed adjustments and increase the structural damping to achieve optimal load. In this paper, due to double-fed wind turbine to reduce dynamic loading and achieve efficient and stable control, a multi... 更多还原
【关键词】双馈；风电机组；模型预测控制；载荷控制；变桨距控制；
【Key words】Double-fed；Wind Turbine；Model Predictive Control；Load Control；Pitch Control；
摘要5-7
Abstract 7-8
第一章绪论12-23
1.1 引言12-13
1.2 风电机组载荷与控制的关系13-15
1.3 风电机组控制系统构成15-16
1.4 风电机组控制策略综述16-19
1.5 模型预测控制的研究现状19-20
1.6 论文研究的主要工作20-23
第二章双馈风电机组运行原理与控制23-39
2.1 引言23
2.2 双馈风电机组运行原理23-26
2.3 双馈风电机组控制器26-38
2.3.1 转矩控制设计26-28
2.3.2 变桨基本PID控制设计28-32
2.3.3 变桨PID增益调度设计32-38
2.4 本章小结38-39
第三章双馈风电机组多自由度耦合线性模型39-61
3.1 引言39
3.2 3MW双馈风电机组39-40
3.3 双馈风电机组主要自由度40-43
3.4 不同自由度数学模型43-60
3.4.1 变桨控制1状态线性模型44-46
3.4.2 变桨控制3状态线性模型46-49
3.4.3 变桨控制5状态线性模型49-55
3.4.4 变桨控制7状态线性模型55-58
3.4.5 转矩控制3状态线性模型58-60
3.5 本章小结60-61
第四章风扰动抑制模型预测控制研究61-74
4.1 引言61
4.2 模型预测控制机理61-65
4.3 双馈风电机组模型预测算法65-72
4.3.1 预测模型66
4.3.2 滚动优化66-69
4.3.3 优化函数计算69-71
4.3.4 状态观测器71-72
4.4 双馈风电机组预测控制器设计步骤72-73
4.5 本章小结73-74
第五章双馈风电机组联合运动仿真与模型预测控制实现74-101
5.1 引言74
5.2 双馈风电机组联合运动仿真74-80
5.2.1 基于AeroDyn的空气动力模型75-77
5.2.2 基于FAST的机械动态模型77-79
5.2.3 基于MATLAB的控制系统模型79-80
5.3 速度调节变桨MPC设计80-87
5.3.1 预测时域和控制时域选择81-83
5.3.2 与变增益PI控制进行比较83-86
5.3.3 增加未考虑模态的响应86-87
5.4 传动链阻尼变桨MPC设计87-90
5.4.1 增加传动链扭振阻尼后效果88
5.4.2 增加未考虑模态的响应88-90
5.5 叶片挥舞阻尼变桨MPC设计90-94
5.5.1 验证叶片挥舞阻尼的效果91-92
5.5.2 增加未考虑模态的响应92-94
5.6 塔筒前后阻尼变桨MPC设计94-96
5.7 传动链阻尼转矩MPC设计96-99
5.7.1 传动链扭振可控性96-97
5.7.2 控制目标与控制器实现97-98
5.7.3 控制效果验证98-99
5.8 总体控制方案99-100
5.9 本章小结100-101
第六章3MW双馈风电机组试验研究101-110
6.1 引言101
6.2 3MW双馈风电机组硬件描述101-102
6.3 3MW双馈风电机组试验方案102-105
6.3.1 工厂安装完成后的机组情况102-103
6.3.2 软件模拟部分103
6.3.3 试验拖动部分103-105
6.4 3MW双馈风电机组试验过程105-108
6.5 本章小结108-110
第七章结论110-112
参考文献。