风力发电机组变桨距控制系统的研究

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变桨距风力发电机组控制系统

控制系统的执行机构电动变桨距机构的整体结构图
研究的主要内容
1. 风力机组的特点及运行过程 2.变桨距控制系统变桨距控制系统 3.控制系统的执行机构控制系统的执行机构 4.变桨距风力发电机组的模型变桨距风力发电机组的模型 5. 对风力发电技术的展望
变桨距风力发电机组的模型建模仿真是研究节距角的变化对风力机输出功率的影响。 1.风轮的模型
变桨距系统
风机正常工作时，风机正常工作时，主要采用功率控制
变桨距控制系统变桨距调节方法可以分为三个阶段
开机阶段：当风电机达到运行条件时，计算机命令调节节开机阶段距角。第一步将节距角调到45°，当转速达到一定时，再调节到0°，直到风电机达到额定转速并网发电。保持阶段：当输出功率小于额定功率时，节距角保持在保持阶段 0°位置不变。调节阶段：当发电机输出功率达到额定后，调节系统即投调节阶段入运行，当输出功率变化时，及时调节距角的大小，在风速高于额定风速时，使发电机的输出功率基本保持不变。
变桨距风力发电机组的模型 3.系统线性化
风力机系统具有很强的非线性，通常在用模糊PID控制器时，需要建立精确的数学模型，因此在建模过程中对系统进行线性化。叶尖速比λ即为桨叶尖部的线速度与风速之比，由下式表示:
其中：n——风轮的转速r/s； ω——风轮转动角速度，rad/s; R——风轮直径，m。对上式进行求导，对转矩公式进行线性化得
+ -
+ -
+
变桨执行器桨距角
-
变距机构
风轮系统
传动系统
发电机
滤波器
风速信号转速
同步转速
P
功率给定
+
S

风力发电的变桨距控制研究

（2）独立驱动变桨距系统。这种变桨距系统在现代风力发电机组中采用的较为普遍。其特点是三只叶片的驱动由三个相同的驱动装置驱动，三只叶片的桨距角调节是相互独立的。它需要三套相同的控制系统，成本较高，但结构紧凑，控制灵活，可靠，安全冗余度大。独立驱动变桨距系统分为独立电动机驱动变桨距系统和独立液压变桨距系统。由于独立变桨距的可靠性高，控制灵活等优点，目前市场上大多采用独立变桨距控制系统。
二风力发电的控制系统介绍
2.1控制系统的重要性
风电机组的控制系统是一个综合控制系统。它不仅要监视电网，风况和机组运行参数，对机组运行进行控制；而且还要根据风速与风向的变化，对机组进行优化控制，以提高机组的运行效率和发电量。图2.1是风电机组工作原理图。
图2.1风电机组工作原理的框图
风力发电控制系统在风力发电系统中需要解决的基本矛盾是如何在风速变化的情况下,获得较稳定的电压输出,以及如何解决无风时的用电问题。既要考虑到风能的特点,又要考虑到用户的需要,达到实用、可靠、经济的运行效果,关键环节之一就是要有一个稳定、可靠、功能齐全的控制系统。控制系统在风电机组中的作用犹如人的大脑，进行风力发电机组的运行管理。
3.2.1（电动）变桨距执行机构
狭义的变桨距执行机构是指直接控制叶片转动部分的机械装置。现在常见的变桨距执行机构有下面几种。
（1）平行轴齿轮驱动
多用于分散控制电动变桨距系统。驱动伺服电动机通过行星齿轮减速器，在减速器的输出轴上装有驱动内齿圈的直齿轮，从而实现变桨距控制。MW及以上大型风力发电机组多采用这种结构。图3.2为平行轴齿轮结构。
2.2.3制动控制
当转速超越上限发生飞车时，发电机自动脱离电网，桨叶打开实行软刹车，液压制动系统动作，抱闸刹车，使桨叶停止转动，调向系统将机舱整体偏转90°侧风，对整个塔架实施保护。

风力发电机组变桨控制系统的研究

风力发电机组变桨控制系统的研究摘要：在风力发电机组中，叶轮机组已更换了固定的叶轮机组，它已成为风轮机工业发展主流的双叶轮系统。

它是风力发电机功率控制的一个重要组成部分，运行平稳，本文主要论述了风力发电的控制方法，本文讨论了基于进流角预报的模糊PlD统一变距功率控制系统和独立变距功率控制策略。

同时对两者进行了比较，它提供了一些设计理念和理论方法来定位大型风力涡轮机的可变螺距控制系统。

关键词：变桨机构；独立变桨；优化设计；建模仿真前言风力发电机组主要包括两个主要部件：主控制系统和变桨控制系统。

主要控制系统是控制整个风机的运行，可变叶片控制系统是专门针对不同工况下叶片的精确控制，为了实现叶片和应急桨的正常运动。

一个完整的变距控制系统包括驱动和控制器的主要组成部分（一些变距控制系统只有驱动，没有控制器），变距电机，备用电源等。

每一个变螺距控制系统在其结构上都有其独特的特点，为了更好地理解变螺距控制系统，我们必须对其结构有一个全面的了解。

1、课题的背景及研究目的变叶轮机组已经取代固定叶轮机组成为风力发电机组商业化发展的主流。

变量螺旋桨系统是风力发电机功率控制和执行平稳运行的重要组成部分和一个丰富的指导作用，其操作，通常情况下，可变螺旋桨系统在冯风力涡轮机控制器发出指令驱动叶片旋转，使叶片达到指定的节距角位置，不影响互联的快速实现过程，保证风电机组在不同工况下按最优参数运行；在紧急情况下，自动调节螺旋桨螺距角，使叶片跟随螺旋桨，实现气动制动，确保风力机的安全。

2、变桨系统工作原理螺旋桨更换系统的工作原理如图1所示。

机房的主处理器监控风速、转子转速和发电机驱动叶片的旋转角度。

发电机能量模块计算了伺服驱动的顺序通过逻辑，驱动叶片转动。

不同的叶片都有不同的可变叶轮驱动电机。

驱动电机尾部装有一个编码器，编码器用以检测驱动电机的方向、转速、叶片转到的角度，反馈至变桨系统的处理器。

发生系统掉电或紧急安全链触发时，备用电源（超级电容或蓄电池）进行紧急收桨，将叶片转动90°的安全位置。

风电机组变桨距伺服控制系统研究的开题报告

风电机组变桨距伺服控制系统研究的开题报告一、研究背景及意义随着能源需求的不断增加，清洁能源已经成为全球的一个热点话题。

风力发电作为清洁能源之一，不仅可以减少环境污染，也可以实现可持续发展。

风电机组是风力发电的核心装置，变桨系统是风电机组的关键部件之一。

变桨距根据风速的大小，通过控制桨叶角度来调整风电机组的转速，从而实现风能吸收效果的最大化。

变桨距伺服控制系统在风力发电中起着至关重要的作用，对提高风电发电效率和稳定性具有重要意义。

因此，对风电机组变桨距伺服控制系统进行深入研究，优化控制算法，提高变桨控制准确性和可靠性，对于充分发挥风力资源、提高发电能力和降低发电成本具有十分重要的意义。

二、研究内容和主要技术路线本文旨在研究风电机组变桨系统的伺服控制方法，优化控制算法，提高变桨控制准确性和可靠性。

具体内容包括以下几个方面：1. 风电机组变桨控制技术现状及问题分析。

对风电机组变桨控制技术的现状、存在的问题和局限性进行详细分析，为后续的研究奠定基础。

2. 风电机组变桨距伺服控制算法设计与仿真。

针对变桨距伺服控制过程中存在的问题，设计合适的控制算法，并实现仿真测试，验证算法有效性和控制性能。

3. 风电机组变桨距伺服控制系统硬件及软件实现。

在算法设计和仿真的基础上，通过硬件和软件实现一个完整的变桨距伺服控制系统，包括系统架构、控制器设计、通信接口等。

4. 风电机组变桨距伺服控制系统测试。

对系统进行性能测试和鲁棒性测试，并与传统的变桨控制方法进行对比，分析系统的优劣之处。

主要技术路线：参照现有的研究成果，分析风电机组变桨控制技术现状，设计风电机组变桨距伺服控制算法，完成控制系统负载仿真和实际试验，最终实现风电机组变桨距伺服控制系统的优化和升级。

三、研究计划及进度本项目主要分为以下几个阶段：第一阶段：文献调研和分析，深入了解风电机组变桨控制技术现状及问题，分析存在的局限性。

预计完成时间：1个月第二阶段：设计控制算法，完成仿真测试，验证算法的效果和控制性能。

变速风力发电系统变桨距控制的研究的开题报告

变速风力发电系统变桨距控制的研究的开题报告一、选题的背景和意义随着现代工业的不断发展，能源需求不断增加，但化石能源的枯竭及其对环境的污染已经引起了全球性的关注。

在这种形势下，发展可再生能源成为全球共识。

而风能作为一种常见的可再生能源，其应用已经在全球范围内逐渐增加。

然而，由于风速和风向的变化，风力发电系统所产生的电力也不断发生变化。

为了提高风力发电系统的效率，必须对风力发电系统中的变速控制系统进行深入研究。

其中，变速风力发电系统中的变桨距控制是至关重要的环节，它能够通过调整桨距，实现风机的最优工作状态，提高风能利用率，并减少在风速变化时的机械损伤。

二、选题的研究现状目前，国内外对于风力发电系统中的变速控制系统进行了大量的研究。

在变桨距控制方面，一般采用基于最大功率点跟踪（MPPT）的控制方法。

其中，最常见的方法是使用PID控制器来调节桨距，实现风机输出功率的最大化。

此外，一些基于模型预测控制（MPC）或者神经网络控制的方法也被应用于变桨距控制中。

三、选题的研究内容和目标本研究将以变速风力发电系统中的变桨距控制为重点，研究其在风速变化情况下的最佳控制策略，并探究该策略对风力发电系统性能的影响。

具体研究内容包括：（1）针对变速风力发电机的建模，建立数学模型。

（2）深入研究变桨距最大功率点跟踪（MPPT）控制策略，并将其运用于变速风力发电系统中，以实现系统的最大能量效率。

（3）采用基于模型预测控制（MPC）的方法，针对风速变化的情况下，设计适用于变桨距控制的预测模型以及控制策略。

（4）通过仿真实验，对比不同变桨距控制策略下的风力发电系统性能，分析所提出的控制策略的优缺点。

本研究的目标在于：通过改进变桨距控制方法，提高风力发电系统的能量利用效率，为风力发电的发展提供理论基础和技术支持。

四、选题的研究方法和技术路线本研究采用仿真实验的方法，以MATLAB/Simulink为主要工具，建立变速风力发电系统的数学模型，设计变桨距控制策略，并进行仿真实验验证。

风力发电机组电动变桨距系统的研究风力发电风电风电设备风

风力发电机组电动变桨距系统的研究风力发电风电风电设备风3．伺服驱动部分矢量操纵技术解决了交流电动机在伺服驱动中的动态操纵问题，使交流伺服驱动系统的性能可与直流系统相媲美，在某些情况下，甚至超过了直流系统的性能。

特别在20KW下列的功率范围内，精度有特殊要求的情况下，交流越来越要取代直流[4]。

在这种情况下，感应电动机，无刷直流电动机与三相永磁同步电动机各有特色。

3.1 三种伺服电动机的比较我们都明白，交流伺服驱动系统由下列三个部分构成：伺服电动机，驱动装置，操纵系统。

下面就从成本，功率密度，转矩/惯量，速度范围，转矩/电流，损耗，制动，转子位置传感器这几个方面进行比较[5]。

表1:三种伺服电动机的比较在图中，定子电流检测值iA，iB，iC，通过ABC轴系到dq旋转轴系得适量变换后，得到检测值iq与id。

由三相静止坐标系ABC到任意转速ω旋转两相坐标系dq的变换阵。

是永磁体基波励磁磁场链过定子绕组的磁链，关于三相永磁同步电动机是恒定值，通过面装式PWSM的电磁转矩公式能够得到转矩反馈值。

Pn 是极对数。

当电动机速度超过基值时，要进行弱磁操纵，需要加入id，因此id*要根据弱磁运行的具体情况而确定。

由iq*与id*与转子位置，通过dq旋转轴到ABC轴系的变换，得到三相定子电流命令值。

由任意转速ω旋转两相坐标系d、q到相静止坐标系ABC的变换阵。

4．结论本文对电动变桨距的结构与特点进行了介绍，着重对伺服驱动操纵部分进行了设计与分析，能够作为工程设计的初步参考，在具体的伺服操纵部分的研究工作需要进一步深入。

参考文献[1] E. A. Bossanyi. Adaptive pitch control for a 250kW Wind Turbine, Proc. British Wind Energy Conference.1986,pp.85-92[2] Iqbal, M. T. Coonick, A. and Ereris, L. L. Dynamic control options for variable speed wind turbines. Wind Engineering. 1994, 18 (1), pp.1-12[3] Xin Ma. Adaptive extremum control and wind turbine control. PhD thesis. Technical University of Denmark．1997[4] 吴安顺．最新有用交流调速系统．机械工业出版社．1998[5] 陈伯时．交流调速系统机械工业出版社．1997[6] 冯国楠．现代伺服系统的分析与设计．北京：机械工业出版社，1990。

《风力发电变桨距自抗扰控制技术研究及其参数整定》范文

《风力发电变桨距自抗扰控制技术研究及其参数整定》篇一一、引言随着能源危机与环境污染问题日益突出，风力发电作为可再生能源的代表，已在全球范围内得到广泛应用。

变桨距控制技术是风力发电系统中的重要组成部分，其性能直接影响到风力发电机组的运行效率和稳定性。

自抗扰控制技术作为一种先进的控制策略，具有较高的鲁棒性和适应性，因此，研究风力发电变桨距自抗扰控制技术及其参数整定具有重要的理论和实践意义。

二、风力发电变桨距系统概述风力发电变桨距系统是指通过调整风力发电机组桨叶的迎风角度，从而改变其捕获风能的能力，以实现风电机组的优化运行。

该系统主要由桨叶、变桨执行机构、控制器等部分组成。

其中，控制器的性能直接决定了变桨距系统的控制效果。

三、自抗扰控制技术原理及应用自抗扰控制技术是一种基于非线性控制理论的新型控制策略，其核心思想是通过引入观测器和非线性状态误差反馈等技术，实现对被控对象的精确控制。

在风力发电变桨距系统中，自抗扰控制技术能够有效地抵抗外界干扰，提高系统的鲁棒性和稳定性。

四、风力发电变桨距自抗扰控制技术研究针对风力发电变桨距系统的特点，本文研究了自抗扰控制在变桨距系统中的应用。

首先，建立了风力发电变桨距系统的数学模型，为后续的控制策略研究提供了基础。

其次，将自抗扰控制技术应用于变桨距系统，通过引入观测器和非线性状态误差反馈等技术，实现对风速等外界干扰的快速响应和抑制。

最后，通过仿真和实验验证了自抗扰控制在变桨距系统中的有效性和优越性。

五、参数整定方法研究参数整定是自抗扰控制在风力发电变桨距系统中应用的关键环节。

本文提出了一种基于遗传算法的参数整定方法。

该方法通过优化自抗扰控制器的参数，使得系统在面对不同风速等外界干扰时，能够快速响应并达到最优运行状态。

具体而言，该方法利用遗传算法的搜索能力，在一定的参数范围内寻找最优的控制器参数组合，从而提高系统的控制性能。

六、实验验证与结果分析为了验证自抗扰控制在风力发电变桨距系统中的有效性及参数整定方法的有效性，本文进行了实验验证。

永磁直驱风力发电机组变速变桨距控制技术的研究的开题报告

永磁直驱风力发电机组变速变桨距控制技术的研究的开题报告一、选题背景风力发电是一种清洁能源，在近年来得到了广泛的应用。

目前，永磁直驱风力发电机组已成为风力发电机组中的主流，具有功率密度高、转速高、噪音低、启动性好等优点。

同时，在风力发电系统中，变速变桨距控制技术能够使发电机组实现最大化输出功率和风能利用率。

因此，永磁直驱风力发电机组变速变桨距控制技术的研究具有重要的理论价值和实际应用价值。

二、研究内容本文选取永磁直驱风力发电机组变速变桨距控制技术为研究内容，具体考虑以下几个方面：1. 永磁直驱风力发电机组结构特点的分析与设计2. 风能转化特性与功率输出特性的研究3. 变速控制原理与算法的研究4. 桨距控制原理与算法的研究5. 永磁直驱风力发电机组变速变桨距控制系统的建立与仿真分析三、研究意义本研究的意义在于：1. 以永磁直驱风力发电机组为研究对象，对其结构特点进行分析与设计，以期更好地实现其功能。

2. 研究风能转化特性与功率输出特性，为探讨变速变桨距控制技术奠定基础。

3. 探讨变速控制原理与算法，为实现发电机组的最大化输出功率提供技术保障。

4. 探讨桨距控制原理与算法，为实现发电机组的风能效率提供技术保障。

5. 建立永磁直驱风力发电机组变速变桨距控制系统，并对其进行仿真分析，为实际应用提供参考。

四、研究方法本研究采用以下研究方法：1. 文献调研，了解永磁直驱风力发电机组变速变桨距控制技术的基本概念、研究进展和国内外相关研究现状。

2. 研究永磁直驱风力发电机组的结构特点及其风能转化特性与功率输出特性，以期更好地探讨发电机组变速变桨距控制技术。

3. 探讨变速控制原理与算法，以实现发电机组的最大化输出功率。

4. 探讨桨距控制原理与算法，以实现发电机组的风能效率。

5. 借助仿真软件建立永磁直驱风力发电机组变速变桨距控制系统，并进行仿真分析，为实际应用提供参考。

五、预期结果1. 对永磁直驱风力发电机组变速变桨距控制技术的理论基础和操作技术有较为深入的了解。

风力发电机组变桨距控制系统的研究论文的开题报告

1 课题名称：风力发电机组变桨距控制系统的研究2.选题背景和意义2.1 论文研究背景能源、环境是人类生存和发展所要解决的紧迫问题，常规能源以煤、石油、天然气为主。

它不仅资源有一限，而且造成了严重的大气污染。

因此，对可再生能源的开发利用受到世界各国的高度重视。

日前风能是具有大规模开发利用前景的可再生能源之一。

从全球范围来看，风力发电己经从试验研究迅速发展为一项成熟技术。

现代风电技术面临的挑战主要包括进一步提高效率、提高可靠性和降低成本。

中国拥有着狭长的海岸、辽阔的地域、风能资源极其丰富。

根据统计数字，在全国陆地上风能的技术可开发量共计约2.53亿千瓦（根据地面以上 10m 高度的风力资料计算得出），在海上可开发利用的风能资源约7.5亿千瓦，风能资源的总量高达10亿千瓦，所以我国风能的开发利用潜力非常大[1]。

截止到2008年12月底，全球的风电机组总装机容量已经超过了1.2亿千瓦；国内已有25个省、市、自治区具有风电装机，累计风电机组装机量为11600台，风力发电机组总的装机容量达到1215.28 万千瓦，同比增长105.8%。

《全球风能展望2010》报告称，2010年，在每3台安装完成的风电机组中，就有1 台在中国。

到2020年，中国的风电机组总装机容量有可能达到现在的10倍，届时风力发电可解决全球约12%的电力需求量，到2030年更达到22%；随着风力发电产业技术的不断成熟和发展，变桨距风力发电机的优越性越来越突出：风力机运行的可靠性有了大大的提高；拥有高的风能利用系数和不断优化的输出功率曲线；由于叶轮的重量有所减轻，因此风力机的受力状况有了极大的改善，这就有可能使风力机在不同的风速下运行时，始终保持着最佳的转换效率，从而获得最大的输出功率，提高风能利用率。

目前，单机容量越来越大，兆瓦级别的机组占据了主力位置，变桨距技术已经成为了风电的发展趋势。

2.2 选题的意义变桨距风力发电机组有很多的优越性，变桨距风力发电机组将会成为大型风力发电机组发展的主流[2]。

风力发电机组变桨距控制关键技术的研究的开题报告

风力发电机组变桨距控制关键技术的研究的开题报告1. 研究背景和意义随着国内外环保意识的提高，可再生能源的利用越来越受到重视。

而风力发电是一种具有广泛应用前景的可再生能源，具有资源丰富、无污染、适应性强等特点。

风力发电机组是风力发电技术中的核心部件，其效率和可靠性直接影响着风力发电的经济性和可行性。

然而，受天气等自然条件的影响，风力发电机组往往存在着功率输出不稳定的问题，为解决这一问题，风力发电机组变桨距控制关键技术的研究显得尤为重要。

2. 研究内容和目标本课题旨在对风力发电机组变桨距控制关键技术进行深入研究，以提高风力发电机组的功率输出稳定性和可靠性。

具体研究内容如下：（1）分析和比较不同的变桨距控制方式；（2）设计适用于风力发电机组的变桨距控制系统；（3）开展仿真实验并验证控制系统的性能。

研究目标包括：（1）掌握风力发电机组变桨距控制的基本理论和方法；（2）设计出性能优异的变桨距控制系统；（3）提高风力发电机组的功率输出稳定性和可靠性。

3. 研究方法和步骤本课题将采用以下研究方法和步骤：（1）文献调研：对变桨距控制及其相关领域的文献进行详细的调研和分析，了解该领域的最新进展和研究现状。

（2）技术分析和比较：对不同的变桨距控制方式进行比较和分析，找出其中的优点和缺点，在此基础上确定最适合风力发电机组的变桨距控制方式。

（3）系统设计：设计适用于风力发电机组的变桨距控制系统，包括硬件设计和软件设计。

（4）仿真实验：利用MATLAB等仿真软件对所设计的变桨距控制系统进行仿真实验，并进行性能验证和优化。

（5）实验验证：利用风力发电机组进行实验验证，并对实验数据进行分析和处理。

4. 项目进度安排本课题的项目进度安排如下：（1）文献调研和技术分析：1个月；（2）系统设计和仿真实验：4个月；（3）实验验证：2个月；（4）论文撰写和答辩准备：1个月。

5. 预期成果及意义通过本课题的研究，预期取得以下成果：（1）深入研究了风力发电机组变桨距控制关键技术，并设计了一套性能优异的变桨距控制系统；（2）提高了风力发电机组的功率输出稳定性和可靠性；（3）对风力发电技术的推广和发展做出积极贡献；（4）撰写了一篇高水平的论文，发表在相关领域的国内外权威期刊或会议上。

《风力发电变桨距自抗扰控制技术研究及其参数整定》

《风力发电变桨距自抗扰控制技术研究及其参数整定》篇一一、引言随着全球能源结构的转型，风力发电作为清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注和重视。

其中，变桨距技术是实现风力发电机组稳定、高效运行的关键技术之一。

本文将针对风力发电变桨距自抗扰控制技术进行研究，并探讨其参数整定方法，为风力发电技术的进一步发展提供理论支持。

二、风力发电变桨距技术概述风力发电变桨距技术是通过调整风力发电机组桨叶的安装角度，改变风能转化为机械能的比例，从而实现机组输出功率的稳定和高效运行。

自抗扰控制技术则是一种能够抵抗外界干扰，提高系统稳定性的控制策略。

因此，将自抗扰控制技术应用于风力发电变桨距系统中，对于提高机组的运行性能和可靠性具有重要意义。

三、自抗扰控制技术研究自抗扰控制技术是一种基于非线性控制理论的控制策略，其核心思想是通过引入扩张状态观测器（ESO）和状态误差反馈（SEF）等方法，对系统中的扰动进行实时观测和补偿，从而实现对系统的精确控制。

在风力发电变桨距系统中，自抗扰控制技术可以通过实时观测风速、风向等外界因素对机组的影响，调整桨叶的安装角度，使机组输出功率稳定在设定值附近。

四、参数整定方法研究参数整定是自抗扰控制技术中的重要环节，它决定了系统控制器的性能和稳定性。

针对风力发电变桨距自抗扰控制系统，本文提出了一种基于遗传算法的参数整定方法。

该方法通过遗传算法的优化过程，对自抗扰控制器的参数进行寻优，从而得到最优的控制器参数组合。

这种方法可以有效地提高系统的稳定性和响应速度，同时降低系统的超调量。

五、实验验证与分析为了验证本文提出的自抗扰控制技术及其参数整定方法的可行性和有效性，我们进行了大量的实验验证和分析。

实验结果表明，采用自抗扰控制技术的风力发电机组在变桨距系统中表现出良好的稳定性和响应速度。

同时，采用基于遗传算法的参数整定方法能够有效地优化控制器的参数组合，进一步提高系统的性能。

与传统的PID控制方法相比，自抗扰控制技术及其参数整定方法在风力发电变桨距系统中具有明显的优势。

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。

风力发电的变桨距控制方法研究分解

风力发电的变桨距控制方法研究
目录
一
概论二风力发电的控制系统介绍三风力发电机的变桨距控制系统四直驱型风电机组变桨距功率控制法五功率控制法的改进
一概论
大型MW级风电机组在世界主要国家已经投入产业化生产同世界发达国家的水平相比，我国的风机生产水平有很大差距，在变桨距技术方面有诸多体现风机的叶片直径在不断的增大，严重影响到风电机组传动机构等部件的机械应力和疲劳寿命，变桨控制技术得到世界共识并快速发展
2.2并 / 脱网控制
当风力发电机转速达到同步转速时，执行并
网操作。为了减小对电网的冲击，通常采用晶闸管软切入并网。软切入时，限制发电机并网电流并监视三相电流的平衡度，如果不平衡度超出限制则需停机。除此之外，软切入装置还可以使风力发电机在低风速下起动。当风速低于切入风速时，应控制已并网的发电机脱离电网，并在风速低于 4 m /s 时进行机械制动。
开始
Y
有停机故障信号
∆P=P-P0
Y ∆P=0
-10<∆P<10?
N 按比例增大桨距角，最大速度不超过4.6⁰ /s Y ∆P>0?
N 按比例减小桨距角，桨距角变化速度不超过 1⁰/s,并且桨距角不小于 3⁰ Y ∆P<0? N
由PLC的输出单元输出一个数字量信号，使紧急顺桨电磁阀打开，迅速顺桨
平行轴齿轮驱动和垂直轴伞型齿轮驱动（也有机械摇杆驱动）
四风电机组变桨距功率控制法

什么是功率控制法：传统的恒功率控制模式用于风速较大的场合。为保证风电系统的安全运行，需要限制其转速和发电机的输出功率，由于发电机和变频装置的电气限制，仅仅靠电磁转矩的控制已无法保证系统的安全，此时需要控制风机的桨距角以降低风机的风能捕获量，从而限制风机的转速和输出功率。（小风速段使用最大风能捕捉的方法，最大风能捕获控制又有若干典型的控制方法，如：最佳叶尖速比法，最优转矩法，功率信号反馈法，爬山搜索法。这些方法的控制目标为：风速变化时，通过控制发电机的电磁转矩使得系统在新的稳态下捕获最大风能。）

《风力发电变桨距自抗扰控制技术研究及其参数整定》范文

《风力发电变桨距自抗扰控制技术研究及其参数整定》篇一一、引言随着可再生能源的持续发展和全球环保意识的增强，风力发电已成为当前最受关注的清洁能源之一。

风力发电系统中的变桨距控制技术，对于提高风电机组的运行效率和稳定性，具有至关重要的作用。

本文将深入探讨风力发电变桨距自抗扰控制技术的相关研究，并对其参数整定进行详细分析。

二、风力发电变桨距控制技术概述风力发电的变桨距控制技术是通过调整风电机组叶片的桨距角，以实现对风能的捕获和输出功率的控制。

这种控制方式能够在风速变化时，保持发电机组的稳定运行，同时避免过载和机械应力对机组造成的损害。

自抗扰控制技术是一种先进的控制策略，其核心思想是通过对系统内外扰动的实时观测和补偿，实现系统的稳定控制。

三、自抗扰控制技术在变桨距系统中的应用自抗扰控制技术在风力发电变桨距系统中的应用，可以有效提高系统的抗干扰能力和动态响应性能。

通过实时观测和补偿系统内外扰动，自抗扰控制技术能够使变桨距系统在风速变化、负载扰动等情况下，保持稳定的运行状态。

此外，自抗扰控制技术还能有效抑制系统过载和机械应力，延长风电机组的使用寿命。

四、参数整定在自抗扰控制技术中的应用参数整定是自抗扰控制技术中至关重要的环节。

通过对系统参数的合理整定，可以使自抗扰控制器更好地适应风力发电变桨距系统的运行环境。

参数整定的主要目标是找到一组最优的控制器参数，使系统在各种运行条件下都能保持良好的动态性能和稳定性。

这通常需要通过对系统进行大量的实验和仿真，分析不同参数对系统性能的影响，从而找到最优的参数组合。

五、风力发电变桨距自抗扰控制技术的参数整定方法针对风力发电变桨距自抗扰控制技术的参数整定，可以采用以下几种方法：1. 试验法：通过在真实的风场环境下进行试验，观察系统在不同参数下的运行状态和性能指标，从而找到最优的参数组合。

这种方法虽然直观有效，但需要耗费大量的时间和资源。

2. 仿真法：利用仿真软件对风力发电变桨距系统进行建模和仿真，通过改变控制器参数，观察系统性能的变化，从而找到最优的参数组合。

《风力发电变桨距自抗扰控制技术研究及其参数整定》范文

《风力发电变桨距自抗扰控制技术研究及其参数整定》篇一一、引言随着全球能源结构的转型，风力发电作为清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。

在风力发电系统中，变桨距控制技术是提高风电机组性能和稳定性的关键技术之一。

自抗扰控制技术作为一种先进的控制策略，在风力发电变桨距控制中具有广泛的应用前景。

本文旨在研究风力发电变桨距自抗扰控制技术，并探讨其参数整定方法。

二、风力发电变桨距控制技术概述风力发电变桨距控制技术是通过改变风电机组桨叶的桨距角，来调整机组捕获的风能，实现最大功率点跟踪。

该技术能够在风速变化的情况下，保持机组的稳定运行，提高发电效率。

然而，传统的变桨距控制方法往往存在响应速度慢、鲁棒性差等问题。

因此，研究更加先进的控制策略成为提高风电机组性能的关键。

三、自抗扰控制技术原理及特点自抗扰控制技术是一种基于现代控制理论的先进控制策略，其核心思想是通过设计扩张状态观测器来观测系统状态，并采用非线性状态误差反馈律进行控制。

该技术具有响应速度快、鲁棒性强、抗干扰能力强等特点，在风电、航天、机器人等领域具有广泛的应用。

四、风力发电变桨距自抗扰控制技术研究针对风力发电变桨距控制系统的特点，本文提出了一种基于自抗扰控制的变桨距控制策略。

该策略通过设计扩张状态观测器来观测系统状态，并采用非线性状态误差反馈律进行控制，实现了对风速变化的快速响应和机组的稳定运行。

此外，该策略还具有较强的鲁棒性，能够在一定程度上抑制系统内部的干扰和外部的风速扰动。

五、参数整定方法研究参数整定是自抗扰控制在风力发电变桨距控制中应用的关键环节。

本文采用试凑法和遗传算法相结合的方法进行参数整定。

试凑法通过调整控制器参数，观察系统性能的变化，逐步确定最佳参数值。

遗传算法则通过模拟自然选择和遗传学原理，在参数空间中搜索最优解。

通过将两种方法相结合，可以有效地提高参数整定的效率和准确性。

六、实验验证及结果分析为了验证所提出的变桨距自抗扰控制策略及参数整定方法的有效性，本文进行了实验验证。

《2024年风力发电变桨距自抗扰控制技术研究及其参数整定》范文

而变桨距控制技术是风力发电系统中的重要环节，对于提升发电效率、保证风机安全以及优化整体性能具有重要意义。

自抗扰控制技术作为现代控制理论的一种，对于风力发电系统中的复杂、非线性以及时变特性有较好的适应能力。

因此，研究风力发电变桨距自抗扰控制技术及其参数整定，对于提高风力发电系统的性能和稳定性具有重要意义。

二、风力发电变桨距控制技术概述风力发电机的变桨距控制技术是通过改变风轮机的桨叶角度来调节风能的捕获。

在风速较低时，通过调整桨叶角度增大捕获的风能，提高发电效率；在风速过高时，通过调整桨叶角度减小风能的捕获，保护风机免受过载和损坏。

因此，变桨距控制技术对于风力发电系统的稳定运行和性能提升具有重要作用。

三、自抗扰控制技术原理及应用自抗扰控制技术是一种基于微分几何理论的现代控制方法，其核心思想是通过非线性状态误差反馈来构造控制系统。

该技术对于复杂、非线性以及时变系统的控制具有较好的效果。

在风力发电系统中，自抗扰控制技术能够有效地抑制系统的不确定性、外界干扰以及模型误差等因素对系统的影响，提高系统的稳定性和鲁棒性。

四、风力发电变桨距自抗扰控制技术研究针对风力发电系统的变桨距控制，结合自抗扰控制技术的优点，可以通过设计合适的控制器来提高系统的性能。

在控制器设计中，需要考虑系统的模型参数、外界干扰、桨叶的动力学特性等因素。

同时，还需要根据实际的风场环境和风机运行状态，对控制器进行优化和调整。

此外，还需要对控制器的稳定性和鲁棒性进行验证和分析。

五、参数整定方法及其实验验证参数整定是自抗扰控制技术中的重要环节，对于控制器的性能和稳定性具有重要影响。

针对风力发电变桨距自抗扰控制系统，可以采用试凑法、遗传算法、粒子群算法等整定方法对控制器参数进行优化。

同时，需要通过实验验证整定后的控制器在实际风场环境中的性能和稳定性。

变桨距风力发电机组控制系统方案

变桨距控制系统变桨距执行系统
变桨给定 D/A 转换器校正环节 A/D 转换器位移传感器
活塞位移
电动变系统
变桨距机构
桨距角
a、变桨距执行系统是一个随动系统，即桨距角位置跟随变桨指令变化。 b、校正环节是一个非线性控制器，具有死区补偿和变桨限制功能。死区用来补偿电动变距机构的不灵敏区，变桨限制防止超调。 c、电动变桨系统由伺服电动机，伺服驱动器，独立的控制系统，电源，减速箱，齿盘，传感器、主控制器等组成。 d、位置传感器给出实际变桨角度。
2.桨距角的模型其中：Tβ——时间常数，单位为秒； β——参考节距角，单位为度；
变桨距风力发电机组的模型 3.系统线性化
风力机系统具有很强的非线性，通常在用模糊PID控制器时，需要建立精确的数学模型，因此在建模过程中对系统进行线性化。叶尖速比λ即为桨叶尖部的线速度与风速之比，由下式表示: 其中：n——风轮的转速r/s； ω——风轮转动角速度，rad/s; R——风轮直径，m。对上式进行求导，对转矩公式进行线性化得简化上式得

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研究的主要内容
1. 风力机组的特点及运行过程 2.变桨距控制系统 3.控制系统的执行机构 4.变桨距风力发电机组的模型 5.对风力发电技术的展望
变桨距控制系统变桨距系统分为叶尖局部变距和全叶片变距
叶尖局部变距：通常只变叶尖部分(约0.25R～0.30R)的节距角，其余部分翼展是定桨距的。全叶片变距又分为离心式变距和伺服机构驱动式变距离心式变距：利用叶片本身或附加重锤的质量在旋转时产生的离心力作为动力，使叶片偏转变距。伺服机构驱动式变距：大型风电机组的变距，通常要借助电动或液压的伺服系统使叶片旋转变距。

风力发电机组电动变桨距系统的研究-风力发电风电风电设备风

风力发电机组电动变桨距系统的研究0、引言由于风能是一种清洁而平安的能源,在自然界中可以不断生成并有规律得到补充,所以风能资源的特点十清楚显,其开发利用的潜力巨大。

大型的兆瓦级风力发电机近几年在国内外得到了不断的开展。

变速恒频技术于20世纪90年代开始兴起。

变速恒频风力发电机组风轮转速随着风速的变化而变化,可以更有效地利用风能,并且通过变速恒频技术可得到恒定频率的电能。

变速恒频机组的显著优点已得到风力机生产厂和研究机构的普遍成认,将成为未来的主流机型[1]。

但变速恒频风力机组仅通过电机自身调节要到达减小风速波动冲击的目的是很困难的,因为自然界中风速瞬息万变,特别是在额定风速以上工况,风力机有可能受到很大的静态或动态冲击[2]。

变桨距是指大型风力发电机安装在轮毂上的叶片借助控制技术和动力系统改变桨距角的大小从而改变叶片气动特性,使桨叶和整机的受力状况大为改善[3]。

最近，电动变桨距系统越来越多的应用到风力发电机组当中。

根据最新的资料显示，全球风电机组几个大的供应商均采用了电动变桨距结构作为变桨距系统的组成。

例如：GE WindPower公司的3.6MW风机机组，Enercon公司的E-112型风机机组，Suzlon公司的2MW风机机组，REpower公司的5MW风机机组，Nordex公司的N90/2500KW风机机组，Siemens公司的3.6MW风机机组等都是应用了电动变桨距结构。

我国浙江大学等单位也对大型风力发电机组独立桨叶控制系统作了研究。

本篇文章主要分析风力发电机组电动变桨距系统的结构和特点，并且分两个局部研究了风力发电机组电动变桨距系统，其中重点分析了电动变桨距的伺服驱动局部，设计出三相永磁同步电动机伺服驱动系统作为电动变桨距系统的驱动控制局部。

1．电动变桨距系统概述变桨距机构就是在额定风速附近(以上),依据风速的变化随时调节桨距角,控制吸收的机械能,一方面保证获取最大的能量(与额定功率对应),同时减少风力对风力机的冲击。