液压传动风力发电机的恒转速控制
功率分流式液压机械无级恒转速驱动器设计
功率分流式液压机械无级恒转速驱动器设计张立强;练敏;雒焕玉【摘要】在功率分流的基础上,采用机械传动和液压传动并联的形式设计一种应用于大功率风力发电的液压机械无级恒转速驱动器,建立其机械结构模型和液压调速系统模型,进行转速特性分析,并推导出了其动态传动比.采取非对称饱和增量式PID 控制策略,使得传动比随着系统输入的变化而自动无级的进行调节,从而保证驱动系统恒转速输出,系统输出带动永磁同步发电机进行恒速恒频发电.利用仿真软件Adams和AMESim对其进行联合仿真,结果表明,液压机械无级恒转速驱动器可以实现很好的调节,同时也具有很高的效率,且始终保持在90％以上.同时为液压机械无级恒转速驱动器的工程应用提供了一定的理论参考.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】5页(P80-84)【关键词】功率分流;机械无级驱动;液压;恒转速【作者】张立强;练敏;雒焕玉【作者单位】兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学温州泵阀工程研究院,浙江温州325105;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学温州泵阀工程研究院,浙江温州325105;中国航天科技集团烽火机械厂,四川成都610000【正文语种】中文【中图分类】TH137引言能源和环境问题是当今人类生存和发展面临的两大严峻问题。
不可再生能源的日益枯竭以及化石能源造成的环境问题，促使人们更加重视可再生清洁能源的开发及利用。
由于风能资源蕴含量大，清洁无污染，投资灵活，施工周期短，占地较少，具有良好的经济效益和社会效益，近年来利用风力发电作为可再生的清洁能源利用的主要形式，受到了世界各国、政府和能源界的高度重视。
如何更高效的利用资源，如何更加节能环保，也成为了各国争相研究的热点。
风力发电是将变化的风轮转速通过一定的驱动装置转化为恒定转速进行输出，从而带动永磁同步发电机恒速恒频发电，满足并网要求。
风力发电中的液压系统的应用
风力发电中的液压系统的应用【摘要】近年来，我国的风电规模逐渐扩大，而大部分风力发电机组所处环境十分恶劣，机组经受各种极端工况的考验不断发生各类事故，目前各风力发电企业对于风电机组安全运行的要求也越来越高，而液压系统对风机平稳运行起着至关重要的作用，因此需要保证液压系统的稳定性，保证液压系统的良好运行，有效提高风机的可利用率。
本文对风力发电中的液压系统的应用进行了分析，对液压系统的稳定运行具有重要意义，同时也为液压系统的维护保养与维修提供了理论指导。
【关键词】风力发电；液压系统；液压泵引言液压技术由于可以达到大功率输出、可靠的控制精度、所占空间少等要求，在风电行业中得到广泛的应用。
在变桨距风力发电机组中，液压站的主要任务是执行机组的高速轴刹车和偏航刹车以及锁风轮锁。
1液压系统概述液压系统设计原理由于其优良的性能被广泛应用，这其中有前文提到的偏航控制系统和刹车制动功能，除此以外在风机齿轮箱传动系统也应用到了液压原理。
由于液压系统自身的稳定性、及时性能够有效提升风力发电整体系统的可靠性和智能化，因此国外知名的风力发电研究公司维斯塔斯公司针对变桨设计当中引用了液压控制原理，此种设计能够达到使得高速轴的制动性更加平稳及可靠，使得液压系统的优良特性达到最大程度的利用，有效提升风力发电系统的智能性。
风力发电系统中应当添加相关更为先进的传感设备，达到更好的采集和分析相关风能数据，使得风力发电系统整体运作更为合理科学，提升系统本身对风能的转化率，进而提升其经济价值和战略目的。
2风力发电中的液压系统的应用2.1风电机组的功率控制液压系统定浆距风电机组功率控制液压系统结构在不同环境下的工作流程是不同的，当风电机组所处区域风力较小时，叶轮转速经过齿轮箱增速后低于发电机额定转速时，液压系统会通过控制叶片末端的液压单元来驱动叶片旋转，达到增加叶轮旋转速度目的；当风速过大导致发电机转速超过其额定转速时，液压系统进行泄压，此操作将使得叶片末端发生位置改变，改变成与叶片主体呈直角的状态，使得叶片风阻加大，降低叶轮旋转速度。
风力发电机组的液力传动装置与液压控制技术
风力发电机组的液力传动装置与液压控制技术随着全球对可再生能源的需求增加，风力发电成为一种重要的可再生能源之一。
风力发电机组是实现风能转化为电能的关键设备。
为了提高风力发电机组的运行效率和可靠性，液力传动装置和液压控制技术被广泛应用于风力发电系统中。
液力传动装置在风力发电机组中发挥着至关重要的作用。
它通过传递液体介质的动能和扭矩，将风轮的旋转运动转化为发电机组的旋转运动。
相比于传统的机械传动装置，液力传动装置具有转速可调、扭矩平稳、响应速度快等优点。
这使得风力发电机组在不同风速下都能够稳定运行，并且可以适应不同的工作条件。
同时，液力传动装置可以起到减振和保护机械部件的作用，延长机械的使用寿命。
液力传动装置主要由液力变矩器和液力换挡器组成。
液力变矩器通过通过液体介质的流动来调节转速和扭矩。
在风力发电机组中，液力变矩器可以根据风速的变化来调节转速和扭矩，使得发电机组始终在最佳工作状态下运行。
液力换挡器的作用是实现传动装置的换挡功能。
在风能较强时，液力换挡器可以将机械传动装置切换为液力传动装置，以提高发电机组的效率。
而当风能较弱时，液力换挡器则可以将液力传动装置切换回机械传动装置，以保证发电机组的稳定运行。
液力传动装置的稳定性和可靠性对风力发电机组的运行至关重要。
为了保证液力传动装置的正常工作，液压控制技术被应用于风力发电系统中。
液压控制技术可以实现对液力传动装置的精确控制和监测。
通过对液体介质的流量、压力和温度等参数的监测和调节，液压控制技术可以确保液力传动装置在各种工况下都能够稳定运行。
同时，液压控制技术可以实现液力换挡器的自动换挡功能，提高发电机组的运行效率和可靠性。
除了液力传动装置和液压控制技术，风力发电机组还包括其他重要组件。
例如，轴承系统用于支撑和平衡风轮的转动。
高速轴承可以承受风轮旋转时的大扭矩和高速度，同时减少能量损耗。
发电机是将机械能转化为电能的核心部件。
通过将机械能传递给发电机，风力发电机组可以产生稳定的电能。
风电机组控制与优化运行第3章 风力发电系统的转速和功率控制
§3.1.1 风力发电机组的调节方式
四、 变速变桨距调节方式
变速变桨距风能转换系统的主要特点是： ①与定桨距相比，具有在额定风速以上输出功率平稳。 ②在额定点具有较高的功率系数。 ③桨距角是由发电机输出功率的反馈信号跟踪额定功率 来确定的，不受气流密度的影响。 ④在额定风速以下时，桨叶节距可以调整到合适的角度， 使风轮具有更大的起动力矩；当需要脱离电网时，可以调整 叶片桨距角使功率逐渐减小到零，减小了发电机与电网断开 时对电网的冲击。 ⑤低风速时能根据风速变化，调整发电机运行工作点， 保持最佳叶尖速比以捕获最大风能。 ⑥高风速时利用风轮转速的变化，储存或释放部分能量， 提高传动系统的柔性，使功率输出更加平稳。
Power (MW)
Power (MW) 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 v=4 v=6 v=8 v=10 v=12 MaxPower
Topt
2 R 5 C P max g
0
2 n
3 opt
3
K opt
2 g
0
0.5
1
1.5
2 2.5 3 Rotor Speed (rad/s)
在大型风电机组控制系统中，其转速、转矩和功率控制 系统最为重要，也最为复杂。因为该系统几乎涉及到风力发 电系统中的所有重要部件如风力机、传动系统、发电机、变 流器、桨距伺服系统等等。
§3.1.1 风力发电机组的调节方式
风力发电机组的调节方式是围绕着如何控制风力机接近 风速模型的理想功率曲线运行。在不同的运行区域，其调节 手段不同：定速/变速和定桨/变桨都是常见的方法。故调节方 式可分成四类： 定速定桨距调节 定速变桨距调节 变速定桨距调节 变速变桨距调节
风力发电系统中液压系统的控制
风力发电系统中液压系统的控制【摘要】液压系统是以有压液体为介质，实现动力传输和运动控制的机械单元。
液压系统具有传动平稳、功率密度大、容易实现无级调速、易于更换元器件和过载保护可靠等优点，在大型风力发电机组中得到广泛应用。
本文主要探讨风力发电系统中液压系统的控制。
【关键词】风力发电系统；液压系统；控制在定桨距风力发电机组中，液压系统主要用于空气动力制动、机械制动，以及偏航驱动与制动；在变桨距风力发电机组中，液压系统主要用于控制变距机构和机械制动，也用于偏航驱动与制动。
此外还常用于齿轮箱润滑油液的冷却和过滤；发电机水冷；变流器的温度控制；开关机舱和驱动起重机等。
1 风力发电系统中液压系统概述压力冲击应保持在最小，压力冲击或大的压力突降不能导致危险。
即使是在动力供应失效及恢复的情况下，安全的工作条件也必须得到保证。
下列外部因素不得影响液压系统的运行：（1）盐分和其他污染介质；（2）砂土和灰尘；（3）杂质；（4）外部磁场、电磁场及电场；（5）阳光；（6）振动。
如果液压系统构成保护系统的一部分，电网失效、外部极限温度应不能危及系统的运行。
同步发电机恒定转速运行，该转速由所连接的电网频率规定而与作用在其上的力矩无关。
电网频率所规定的转速也就是通常所说的同步转速。
异步发电机也是一种发电机，它允许有一定的转差，即偏离由电网频率所规定的转速。
换句话说，转速可以随施加的力矩而变化。
它是风力发电机组中最常用的发电机形式。
变型的绕线转子是常用的。
转差定义为发电机转速与电网确定的转速之差。
转差有时以后者的百分数的形式给出。
如果转差最高不超过1%，则异步发电机的运行模式仍然归结为定转速，此时转差并不大。
如果允许较大的转差，在10%以内，此时可以通过电子技术，如转子电流控制器来改变，那么它就可以归结为可变转差。
风力机的变桨或失速控制，也就意味着它能确保发电机不超过允许转差。
变转差的优点主要反映在风力发电机组达到额定功率以后。
液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制
液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制艾超;闫桂山;孔祥东;陈立娟【摘要】Ministry of Education of China Qinhuangdao Hebei066004fixedTaking a hydraulic wind turbine as the research object,the mathematical models fordisplacement pump-variable displacement motor of hydraulic system were established for the cmonstant speed output problem in hydraulic wind turbine.The compensation control mathematicalteodels caused by system leakage,transient adjusting of system pressure and errors of model parame-ourtspwere derived for the constant speed output.A compensation control method for constant speedwindut in hydraulic wind turbine was given based on mathematical ing 30 kV·A hydraulicmethoturbine simulation platform as the simulation and experimental platform,the proposed controld was researched.Simulation analysis and experimental results show that the compensationcontrol method for constant speed output in hydraulic wind turbine has good control effect,achieving the high-precision control for constant speed output.%以液压型风力发电机组为研究对象，针对其液压调速系统恒转速输出问题，建立了定量泵变量马达液压调速系统数学模型，得到了系统泄漏、系统压力瞬态调整和模型参数误差对机组恒转速输出的补偿控制数学模型。
基于液压复合传动的变速恒频风力发电系统研究
验 ， 出一 种新 型的 变速恒频 风 力发 电的技 术 方案 。该方 案有助 于提 高了 系统 的整体 工作效 率 ， 提 改进 电功 率 质量 ， 一 步 降低风 力发 电成 本 。该文并 对新 系统 的各种 工作模 式进行 了研 究 。 进
关键词 ： 力发 电 ； 压传动 ； 风 液 复合 传动 中图分类号 ： Ｈ１７ 文献 标识 码 ： 文章 编号 ：０ ０４ ５ （０ ８ ０ —０ ３０ Ｔ ３ Ｂ １０ —８ ８ ２ ０ ）３０ ５ —３ １ 前言
最好 的是变速 恒频发 电方法 。
２ 变 速恒频 发 电方 法
２０ ０ ８年第 ３期
发电 系统 。该 方案 的基本 构成 及能 量流 动 关 系如 图 ２ 所示 。该方 案 由风力 机 、 压泵 、 液 液压 马达和功 率分汇
４ 气 液 制动机构 的应 用
（）采用 了 固定 钳 式 制动 器 ， 于双 块 制 动 盘 式 １ 属 制动器 结 构 ， 以具 有 双 块 制 动 盘 式 制 动 器 的优 点 。 所 如轴 向尺寸 小 ， 动 时制 动盘 轴不受 弯 曲 ， 制 制动 盘轴 正
反 向转动均 可 ；
诸多技 术 的高度 集成 与统一 。 由于风力是 一种不 稳定
的 动力 源 ， 速经 常 变 化 ； 风 而风 力 发 电机 与 电 网并 网
随着资 源 的短 缺 和温室效 应 的 日趋 严 重 ， 界各 世
国逐 步加大 了开发 和 利 用可 再 生 、 污染 的能 源 的力 无 度 。风 力 发 电是 其 中最 接 近实 用 的一 种 ， ２０ 到 ０２年 底， 世界风力 发 电装 机 容量 已达 ３０ 千 瓦 ， 以每 ２４万 并 年 ３ ％以上增 长率增 加 。 ０ ． 风力发 电系统 是空气 动力 学 、 械 、 机 电机和 控制等 薄钢带 圆盘纵 剪机组 从 １９ 年 使用 至今 ， 动 机构 的 ９８ 制 使 用效 果一 直很好 ， 不仅满 足生 产要求 ， 而且 达 到 国外 同类设备 的水 平 。
风力机转速控制方法
风力机转速选择方法摘要：对风力机几种转速选择方法进行介绍。
关键词：失速调节、桨距调节、变速。
1、 失速调节失速调节的风力机通常几乎在恒定的速度下运行，因此叶片攻角随风速的增加而增加，随着局部攻角的增加，叶片失速，引起升力系数减少和阻力系数增加，最终导致切向载荷降低。
功率的减少取决于桨距角、叶片的扭转角以及弦长分布和叶片上所使用的翼型。
如果现场测试表明功率的大小不能得到充分的限制，则需要卸下叶片， 改变固定的桨距角设置。
在失速调节的风力机中，通常采用异步发电机，其转速几乎不变且由发电机的扭矩特性确定，即输入发电机的轴扭矩G M 是该轴转速n 的函数。
根据扭矩特性可知，异步发电机既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行。
电动机运行模式可以用来启动风力机。
当发电机在发电的情况下，选择其符号为正值。
发电机的转速将位于0n 和nom n 之间，而扭矩等于风轮叶片在发电机轴上产生的扭矩R M 。
没有轴扭矩时异步发电机的转速0n 为：060/grid n f p此处grid f 是电网频率，p 是发电机的极对数。
对4极发电机而言，0n 是1500r/min ，而对6极发电机而言，0n 是1000r/min 。
由于发电机的转速要高于风轮的转速，因此在发电机和风轮之间需要配置增速齿轮箱。
风轮的转速ω与发电机的转速n 之间的关系式，可以用齿轮箱的增速比r 表示为ω=n/r 。
实际转速n 和0n 之间的相对差，称为滑差率SL=(n-0n )/0n ,对通常的失速调节的风力机而言，滑差率之值大约为1%~3%。
这意味着，风轮的转速几乎是不变化的，因此，使用风轮作为飞轮来储存能量，比如在阵风的情况下，其可能性非常小。
比如由于风中的湍流所引起的风轮扭矩R M 的变化，将几乎立即转移到发电机扭矩G M ，然后变成电功率2n /60EL G P M π=（1）考虑风力机运行在较低的转速，并且风速增加的情况。
在这种情况下，风轮叶片所产生的扭矩R M 也增加，刚性风轮按照下面的方程加速：d R G dt I M M ω=-（2）直到上升到一定程度是扭矩G M 再次等于扭矩R M 。
液压型风力发电机的恒转速控制
（１ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ， ｇ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ５ ０ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；
的输 入转 速 ｎ和磁极 对数 Ｐ。
从供 电品质考虑 ， 众 多 同 步交 流 发 电机 并 联 构 成
容易 ， 能有效地解决传统风机所存在 的一些问题。
的交流电网的频率理应是一个定值 。而对于给定 的发 电机 ， 它 的磁极对数为一定值 ， 故而我们只需将其转速 控制为恒定值就能满足其恒频发 电。 ２ ． １ 液 压型 风 力发 电装 置 的工 作原 理 风 机 转 速 经 过 增 速 器 增 速 后 传 递 到液 压 系统 ， 转
ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｈ ｙ ｒａ ｄ ｕ ｌ ｉ ｃ ｔ ｙ ｐ ｅ ； ｗｉ ｎ ｄ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ； ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ
们广泛关注的话题 。 目 前主要的风力发电装置传动方 式有三种 ， 分别为齿轮箱式传动 、 直驱式传动和液压型 传 动 。由于齿 轮箱 式传 动齿 轮容 易造 成磨 损 ， 后续 利用 电力 电子技术 进行 控 制 ， 控 制 系统结 构 比较 复杂 。直驱 式风力发 电装置 ， 采用低速永磁 同步发电机 ， 电机技术
２ ． Ｗｅ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｐ ｕ ｍｐ ａ ｎ ｄ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ ｎｚ ａ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｙ ｔ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ， ｇ Ｗｅ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ ２ ５ １ ０ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
风力发电机调速器的机械液压系统
风力发电机调速器的机械液压系统介绍风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置。
为了保证风力发电机的高效运转和电网的稳定连接，风力发电机调速器的机械液压系统扮演着重要角色。
该系统可以通过调节风力发电机的转速，使其稳定在最佳转速范围内，并通过调整叶片角度控制风力发电机的输出功率。
性能要求风力发电机调速器的机械液压系统要满足以下性能要求：1. 稳定性：机械液压系统需要保证在各种工作条件下的稳定性，确保风力发电机的稳定运行。
2. 敏捷性：机械液压系统需要具备快速响应的能力，以便能及时根据外部环境变化做出调整。
3. 精确性：机械液压系统需要具备高精度的调节能力，以保证风力发电机稳定运行并输出所需功率。
4. 可靠性：机械液压系统需要具备高可靠性，以保证风力发电机的长期稳定运行。
系统组成与工作原理机械液压系统主要由以下几部分组成：- 液压泵：将对风力发电机转速调节的控制信号转化为液压能量。
- 液压缸：通过控制油液的进出量，实现对风力发电机转速和叶片角度的调节。
- 控制阀组：根据传感器等反馈信息，控制液压缸的动作，实现对风力发电机的调节。
- 油箱和油路：提供液压系统所需的液压油，并通过管路将油液输送到各个液压元件。
机械液压系统的工作原理如下：1. 由控制信号触发，液压泵开始工作，将油液从油箱吸入，并通过管路输送到液压缸。
2. 控制阀组接收传感器等反馈信息，根据需要调节油液的流量和压力，控制液压缸的动作。
3. 液压缸根据控制阀组的指令，改变叶片角度和风力发电机的转速，使其保持在最佳工作状态。
4. 油液经过液压缸后返回油箱，完成液压系统的回路。
系统优化与发展趋势随着风力发电技术的不断发展，风力发电机调速器的机械液压系统也在不断优化和改进。
目前，一些新型的液压系统正在被研发和应用，以满足更高的性能要求和可靠性要求。
未来风力发电机调速器的机械液压系统有望实现以下方面的发展趋势：- 自适应控制：采用先进的控制算法和传感技术，实现风力发电机的自适应控制，提高系统的稳定性和敏捷性。
风力发电机的转速控制说明书
风力发电机的转速控制说明书一、引言风力发电是一种利用风能转化为电能的清洁能源。
风力发电机是将风能转化为机械能，再通过发电机转化为电能的设备。
本说明书旨在介绍风力发电机的转速控制方法，并提供相关操作指南。
二、转速控制原理风力发电机的转速控制是为了优化发电机的工作状态，提高发电效率。
常用的转速控制方法包括以下几种：1. 常速控制：将风轮转速保持在固定的恒定值。
这种控制方法适用于风速较稳定的区域，并能保持较高的发电效率。
2. 变桨角控制：通过调整桨叶的角度来控制风轮受力情况，从而控制转速。
当风速较高时，增大桨叶角度，减小风轮转速；反之，减小桨叶角度，增大风轮转速。
这种控制方法适用于风速波动较大的区域。
3. 变频控制：通过改变发电机的电磁场频率来控制风力发电机的转速。
这种方式可以实现风轮转速的精确控制，适用于风速波动较大且要求较高的发电场景。
三、转速控制操作指南为了确保风力发电机的正常运行，以下是转速控制的一些建议：1. 在常速控制模式下，需要根据风速的变化调整风轮的转速。
定期监测风速，并根据监测结果调整转速，以保持最佳发电效率。
2. 在变桨角控制模式下，需要根据风速变化及转速要求调整桨叶的角度。
通常风速较高时，宜减小桨叶角度，以防止叶片过载；风速较低时，适当增大桨叶角度，以保证风轮转速达到要求。
3. 在变频控制模式下，操作人员需根据风速和发电机转速的设定值，进行相应的频率调节。
频率调节需根据具体机型和厂家提供的操作手册进行。
4. 定期检查发电机设备及控制系统的运行情况，确保转速控制装置的正常工作。
如发现异常情况，应及时进行维修或联系厂家处理。
四、安全注意事项在使用风力发电机的过程中，需要注意以下安全事项：1. 操作人员应该熟悉发电机的工作原理、性能和操作规程，并进行相应的培训。
2. 在进行转速控制操作前，应确保风力发电机处于安全状态，并切断相关电源。
3. 操作过程中，应遵循操作规程，不得擅自改动设备参数或超负荷操作。
风力发电机：低于额定风速时的转速控制
第七章!低于额定风速时的转速控制额定风速以下是风力发电机组的运行可以不受功率限制的风速范围。
在这一运行区域，风力发电机组控制系统的主要任务是通过对转速的控制来跟踪最佳"#曲线以获得最大能量。
通常对转速的控制是通过对发电机转矩的控制来实现的。
图$%&绘出了具有最佳"#值的转矩一转速曲线。
图$%&!最佳转矩—转速特性有两种方法可以实现对最佳转矩一转速曲线的跟踪，第一种方法是根据转矩与转速的平方关系式来控制发电机转矩’( ()*+#,!-（$%&）式中!’((———转矩期望值；*+#,———具有最佳"#值的比例系数。
这一关系式比较容易实现，但风力机的转速不是被直接控制的，我们称之为“间接速度控制（./"）”。
第二种方法是将任一给定时刻所需要的最佳发电机转速设置为风速的函数。
这称为“直接速度控制（0/"）”。
直接速度控制可以通过测量风速，然后从风力发电机组的功率特性推算出发电机所需的最佳速度。
这种方法要求测量的风速与作用在桨叶上的风速有良好的关联性。
但是，风速必须在到达桨叶之前就测出，而且风速在整个桨叶扫掠面积上是不一致的，所以做到这点非常困难。
为了实现直接速度控制策略，有一种可行的技术是运用转矩观测器来预测风力发电机组的机械传动转矩。
发电机转速可根据下式进行设置：·--1·!。
(!"#$%!&’(（)*+）式中,!(———发电机转速的期望值；"#———转矩的观测值（转矩观测值包含了对传动摩擦损耗的补偿项）。
转矩观测器把风力发电机组当作风速仪，解决了对风速的测量问题。
第一节,控制策略分析通常变速风力发电机组的控制是按下式来设置发电机转矩的：#( -!%&’(!+*.!（)*/）式中,%&’(———最佳转速时的比例常数；.———系统的摩擦损耗。
但在012策略中，我们按下式设置转速：!3-4!#$%&’(（)*5）式中,#$———驱动风力机的机械转矩；!3-4———转速控制系统的参考速度。
基于液压传动的独立运行潮流能发电系统变速恒频控制
基于液压传动的独立运行潮流能发电系统变速恒频控制马 舜，李 伟，刘宏伟，林勇刚（浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，浙江省杭州市３１００２７）摘要：在潮流能发电系统中采用液压传动方式是一种全新的探索。
文中提出了基于液压传动的独立运行式变速恒频潮流能发电系统。
在介绍了系统组成及工作原理后，进行了理论分析并提出通过调节泵排量、负载大小及马达排量来实现系统变速恒频恒压复合控制的调控原理。
建立了整机系统的仿真模型，并进行了有无控制条件的仿真对比试验。
仿真结果显示，基于所述调控原理的液压式潮流能系统能够实现变速恒频恒压运行，验证了理论分析的正确性，为真实系统的设计及试验提供了理论依据。
针对真实样机系统开展的拖动试验进一步验证了液压传动在潮流能系统中应用的可行性。
关键词：潮流能；液压传动；变速恒频；独立运行收稿日期：２０１０－０９－３０；修回日期：２０１１－０１－０４。
国家自然科学基金重点项目（５０７３５００４）；国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助项目（２００７ＡＡ０５Ｚ４４３）；浙江省重大科技攻关项目（２００６Ｃ１１０１２）。
０ 引言海洋覆盖了７０％的地球表面，蕴含着巨大的能源，其中因海水周期性的水平流动而产生的潮流能是一种具有高能量密度及可预测性的优秀海洋可再生能源。
在最近１０年，潮流能的开发利用逐渐形成热潮，不少潮流能发电示范性项目在全球范围内相继开展［１－２］，这其中与风力机有相似原理的水平轴式潮流能系统占了多数。
由于流体介质的特性，水平轴式潮流能系统所采用的透平通常工作在低速大扭矩下［３］，而系统的发电机通常需要在高速单方向条件下工作，因此需要一套传动装置实现能量从透平到发电机的传递。
目前多数潮流能样机采用增速齿轮箱作为传动装置［４－５］。
机械齿轮传动成本低、技术成熟，但传动比固定，且由于与透平及发电机刚性连接，容易将潮流的短期变化所带来的冲击直接传递到电气系统。
因此，针对潮流能系统需要研究合适的新的传动方式。
风电机组的机械液压混合传动技术
风电机组的机械液压混合传动技术摘要：风电机组的机械液压混合传动技术是现代使用范围较广的专业电机操作和传输技术之一，本文在介绍一、机械液压混合传动原理及机组的变速恒频控制的前提下，论述了混合传动式风电机组建模以及混合传动式风电机组建模的仿真結果分析。
风能是当前可再生能源中的越来越受到重视的能源种类，人们对风能的开发利用技术在不断更新。
但是由于风能利用的成本高、外部环境复杂、技术难度大，尤其是风电装备中的齿轮箱传动系统的维修在各项维护成本中的耗资居于首位。
目前的齿轮传动的风力机也存在诸多问题。
而采用机械液压混合传动的风电机组，在兼具机械传动和液压传动的优点的基础上，使得风电机组的性能有很大提升。
1机械液压混合传动原理及机组的变速恒频控制机械液压混合传动下的并网风电机组，通过叶轮获得风能、机械能，能量继而发生分流，一部分能量转化为驱动液压泵的液压能进一步转化为机械能，另一部分能量通过机械路传递。
最后两股能量合流传递给发动机。
混合传动系统是机械液压混合传动式风电机组的关键部分，我们首先对其进行原理分析。
2混合传动式风电机组建模所谓混合传动式风电机组建模是指专门针对1.5MW实施的风力发电仿真模型，根据不同的建模方式和渠道，主要包括以下几种类型。
2.1风速模型风速一般意义上包括四个主要影响因素，分别是：平均值、斜坡值，这是表示风速稳定增加具体量值指数、阵风分量和湍流分量。
其中，风机额定功率和潮流计算的输出率两者结合可以计算出平均风速，主要用三个幅值a、起始时间t和终止时间T三个主要参数计算得出。
2.2叶轮模型叶轮模型中，风机运行效率与风速有直接关系，但是，当保持叶轮节距角不变的情况下，只要保证风轮在一个恰当的活动范围内，就可以维持风力机的正常运行。
想要调节风速的变化，只要调节风轮的转速就可以实现，使得风轮叶尖与风速之间保持不变的，就可以得到预期的效果。
2.3并网发电机模型随着电力技术的进步和发展，发电机被广泛应用于水利发电和火力发电中。
液压型风力发电机组的转速和转矩解耦控制
的控制方法展开研究.仿真和实验结果表明:液压型风力发电机组输出的转速和转矩实现了解耦控制,
有效地实现了液压传动系统的稳速控制和传输功率波动的平滑控制.研究结果为液压型风力发电机组
２pL
ρ
式中,
Cd 为节流口的流量 系 数;
W 为 节 流 口 的 面 积 梯 度;
ph２ 为比例节流 阀 出 口 压 力;
pL 为 比 例 节 流 阀 前 后 压 力
差;
为液压油密度;
为流量系数.
K
q
ρ
２．
３ 变量马达数学模型
变量马达排量控制方程为
Vm ＝ K mγ
(
８)
式 中,
Vm 为变量马达排量;
矩解耦问题展开研究.建立定量泵 变量马达液压传动系统数学模型.从液压传动系统出发,探究影响
机组电能输出质量的关键因素,分析该多输入 多输出系统存在 的 耦 合 问 题,并 采 用 前 馈 解 耦 补 偿 控 制
方法解耦.分析变量马达和比例节流阀对液压系统输出转速与转矩的 控 制 规 律,得 到 基 于 高 电 能 质 量
式中,
ηmV 为变量马达的容积效率.
(
１２)
由式 (
１２)和 式 (
１３)可 得 变 量 马 达 的 状 态
方程:
ωm ＝
１
(
K mγph２ηmm －Bmωm －Te)
Jm
(
１３)
２．
４ 液压管路数学模型
定量泵到比例节流阀间高压管路流量方程为
qVp －qVb ＝
风力发电机组的传动与控制
风力发电机组的传动与控制博世力士乐北京华电天仁电力控制有限公司：风力发电机组中应用的驱动系统，必须满足许多特殊要求。
除因气候原因产生的应力外，还必须保证风力发电机组能够满足各种风力载荷、更高的输出功率，结构紧凑的安装空间，以及装置重量轻便等技术要求。
电动变桨电动变桨：实时跟踪风向，可随时驱动叶片，以保证叶片总是处于最佳的受风位置。
除了可靠要求以外，位置的精确性极为重要。
以液压或电机为动力的变桨驱动装置，可满足这些技术要求。
电动变桨的技术特性：输出扭矩3－28KNm；传动比在60－200之间；可选的锥齿轮系；坚固耐用的抗磨轴承；可配备电机附件；更换润滑油方便；运行噪音低，采用两级至三级的行星齿轮箱。
由于电机驱动的变桨驱动装置随着传动轴心不停地旋转，因此必须配有专用的密封系统。
风电变桨控制系统是发电机组控制和保护的重要装置，是风机停机的主刹车系统，在风机启动过程中，变桨系统控制桨叶的角度以实现风机依靠风力自行启动，在风机正常运行过程中，变桨系统中桨叶角度以实现达到额定风速后风机维持满负荷稳定运行，不过载，在风机正常或紧急停机时，变桨系统控制桨叶转到预定安全位置，实现空气动力刹车，确保风机运行安全。
变桨系统由一个中央控制器或三个本地控制器构成。
编码器端子模块适用于各种桨叶角度传感器。
实时跟踪风向的偏航系统：如果风向发生一定的变化，则传感器把检测到的信号传输到控制系统，控制偏航驱动装置将机舱定位到合适的位置，装置由4级行星轮系构成，配备有电机和输出小齿轮。
4级行星轮可提供大的传动比以实现高精度的传动。
输出扭矩8－150KNm，传动比范围700－2000，润滑油同更换方便。
通常在风改变其方向时，风机一次只能偏转几度。
刚柔并济的传动链制动器及偏航制动器，电－液制动器可将风力发电机停在预定的位置，并且自动与转子制动销配合。
出于安全目的的机械锁紧装置。
偏航系统共有两个功能：使风轮跟踪风向的变化；当风机由于偏航使机舱内的电缆发生缠绕时，自动解除缠绕。
液压传动的独立运行潮流能发电系统变速恒频控制分析
液压传动的独立运行潮流能发电系统变速恒频控制分析1 液压传动介绍液压传动的传动形式是以液体为传输媒介的，在对液体的控制和运动中形成能量。
液压传动过程即是它的工作原理是将原动机的机械能转通过液压泵转换为增加液体压力的能量，它产生的能量是通过液体内部的压力能的变化，在各种控制阀和其他相关部分配合下，内部的机械才得以工作运转，同时也要在液压执行元件（缸或马达）的帮助下将液压能转化成可用的机械能去带动机械运转，在直线和回线两种方式上转换。
进行液压传动系统各项工作正常运转的基础是掌握相关器械的各种原理，正常使用所需要的条件等。
液压传动以其他传动方式无法比拟的优点，广泛用于机械机床、汽车结构、飞机飞行能量消耗的机械。
2 开发海洋资源的背景近20多年来，石燃料能源的大量使用使得全球的能源危机大大加深，这也就促使了各国政府支持开发更多的新能源，人们就将目光转向了海洋。
在技术的日渐成熟下，各国都加大了在海洋新能源研发的资金和支持力度，像潮汐能、潮流能就开始进入人们的视野。
研究上的新进程就使得在生活中对海洋能有了更广泛的应用。
应用上的优点更是提高了各国研究海洋能的动力，这样海洋能的开发利用成为一种产业就成为一件可能的事，更甚者将产业发展成为产业链也成为可能。
当然，我国也在紧跟世界脚步，30年来也一直在不断地研究开发海洋能。
3 潮流能介绍3.1 潮流能的形成潮流能是一种超波运动，它的形成和太阳、月亮、地球之间的引力相联系。
潮流能的开发相比潮汐能来说优势是很大的，投资小更是其中最大的优点，钱省下了就能研究改能源更多的作用。
当然海洋也不是只有这两种能源还有波浪能，但波浪能性质不太稳定，难开发，成本也大，不是一项好的选择。
因此，潮流能开发就成为了大家共同的选择。
3.2 潮流能分布沿岸地区分布是潮流能帆布最为广泛的地方，尤其是群岛地区附近一些有地勢的地方，像海峡、水道等地方。
这些地方海水流动快，海水总量大，海岸线长，产生的能量就多。
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液 压传 动 风 力 发 电机 的恒 转 速 控制
魏 列 江 ，王 栋 梁 ，胡 晓敏
（ 兰 州理 工 大 学能 源与动 力 工程 学院 ，甘 肃兰 州 ７ ３ ０ ０ ５ ０ ）
摘要 ：针对传统风力发 电机体 积和质量大 ，故障率及维护成本高 的缺点 ，介绍 了利 用液压传动 的风力发 电技 术。论述 液 压传动的风力发 电的总体方 案及 工作原理 ，在此基础上 ，重点 阐述 了利 用液压传 动控制技术 ，将风 机不稳定转 速的输入 变 为稳定的发 电机输入 的调速 方案和实现方法 。在该技术方案 中 ，用液压柔 性传动代替 了机械 刚性 传动 ，减少 了机组 的机 械 故障率 ，降低 了制造和维护 成本 。 关键词 ：液压传动 ；风力发 电 ；恒转速
２ ０ １ ３年 ６月 第４ １卷 第 １ １ 期
机床 与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ ＴＯ０Ｌ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ Ｉ ＣＳ
Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０１ ３
Ｖｏ １ ． ４ｌ Ｎｏ ．１ １
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １—３ ８ ８ １ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ ２ ０
ｌ ｆ ｅ ｘ ｉ ｂ ｌ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｗ ａ ｓ ｉ ｎ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｒ ｆ ａ ｉｇ ｒ ｉ ｄ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｏ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ｔ ．
பைடு நூலகம்
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中图分类号 ：Ｔ Ｈ１ ３ ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ １ — ３ ８ ８ １（ ２ ０ １ ３ ）１ １ — ０ ７ ７— ３
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