风力发电的变桨距控制方法研究
风力发电的变桨距控制研究
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。
风力发电机组变桨距控制系统的研究
风力发电机组变桨距控制系统的研究风力发电机组变桨距控制系统的研究近年来，随着环境问题的加剧和清洁能源的重要性逐渐凸显，风力发电作为一种潜在的可再生能源广泛应用。
风力发电机组是将风能转化为电能的关键设备，而变桨距控制系统则是提高风力发电效率的重要技术手段之一。
本文将对风力发电机组变桨距控制系统的研究进行探讨，从控制系统的结构、控制策略以及实际运行效果等方面进行分析。
1. 控制系统的结构风力发电机组的变桨距控制系统主要由传感器、执行器、控制器和信号传输部分组成。
传感器用于感知风力、转速以及叶片位置等信息，将这些信息传递给控制器。
控制器根据传感器获取的信息，通过控制策略对执行器发出信号，调节叶片角度，从而实现对风力发电机组的变桨距控制。
2. 控制策略目前，常用的控制策略主要有定角度控制和最大功率控制两种。
定角度控制是通过固定叶片角度来控制风力发电机组的输出功率，通常适用于恒定风速下的风机运行。
而最大功率控制则是根据风速大小实时调整叶片角度，以实现风力发电机组在不同风速下的最佳输出功率。
最大功率控制策略可以提高风力发电机组的效率，适应不同风速环境，并降低对外部条件的敏感性。
3. 实际运行效果根据实际应用情况和研究成果分析，风力发电机组的变桨距控制系统在提高发电效率、保护设备安全方面取得了显著效果。
通过使用最大功率控制策略，风力发电机组可以根据风速变化实时调整叶片角度，充分利用风能，并在恶劣天气条件下及时响应，减轻设备负荷。
同时，变桨距控制系统的应用也大大降低了由于风电机组运行时桨叶受损引起的事故风险，增加了设备的可靠性和安全性。
4. 研究展望尽管风力发电机组变桨距控制系统已取得一定的研究进展，但仍存在一些挑战和待解决的问题。
首先，尽管最大功率控制策略可以提高发电效率，但在不同风速区间的切换问题仍需要进一步优化。
其次，传感器的稳定性和可靠性也是需要关注的焦点，特别是在恶劣环境下的应用。
另外，随着风力发电技术的发展，新型的控制策略和技术工具也需要不断研发和应用，以进一步提高风力发电机组的性能和可靠性。
《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。
其中，变桨距技术作为一种关键技术，其性能直接影响风力发电机组的效率和稳定性。
本文将着重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深入分析。
二、风力发电变桨距技术概述风力发电变桨距技术是指通过调整风力发电机组叶片的桨距角，来改变机组对风的捕获能力和产生的电力。
当风速过高时，通过调整桨距角减小风的捕获量，防止机组过载；当风速较低时，增大桨距角以提高机组的发电效率。
自抗扰控制技术作为一种先进的控制策略，具有较好的鲁棒性和抗干扰能力，对于提高风力发电机组的性能具有重要意义。
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非线性状态误差反馈和扩张状态观测器等手段，实现对系统状态的实时观测和误差的实时补偿。
在风力发电变桨距控制中，自抗扰控制技术能够有效地抑制风速波动、机组振动等干扰因素对系统的影响，提高机组的稳定性和发电效率。
四、参数整定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。
针对风力发电系统的非线性和时变性特点，合理的参数整定方法能够提高系统的动态性能和鲁棒性。
目前，常用的参数整定方法包括试凑法、遗传算法、神经网络等方法。
其中，遗传算法和神经网络等方法能够通过对大量数据的分析和学习，自动寻找到最优的参数组合，提高整定效率和整定精度。
五、实例分析以某风力发电场为例，采用自抗扰控制技术对风力发电机组的变桨距系统进行控制。
通过对比不同参数整定方法的效果，发现采用遗传算法整定的自抗扰控制器在风速波动和机组振动等干扰因素下表现出较好的鲁棒性和稳定性。
同时，通过对机组发电效率的统计和分析，发现采用自抗扰控制技术的机组在各种工况下均表现出较高的发电效率。
六、结论本文对风力发电变桨距自抗扰控制技术及其参数整定进行了深入研究和分析。
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。
《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。
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重要的应用价值。
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，为风力发电的进一步发展提供理论支持。
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指通过调整风电机组桨叶的俯仰角度，实现对风能的捕获和转换。
该技术能够在风速变化时，通过调整桨叶的俯仰角度，保持风电机组的最佳运行状态，提高发电效率和稳定性。
目前，变桨距控制技术已成为现代风力发电系统的重要组成部分。
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的先进控制策略，具有较好的鲁棒性和抗干扰能力。
该技术通过构建扰动观测器，实时监测系统内部的扰动，并采取相应的控制策略，使系统保持稳定。
在风力发电变桨距控制中，自抗扰控制技术能够有效地抑制风速波动对系统的影响，提高系统的稳定性和发电效率。
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自抗扰控制技术，本文首先建立了系统的数学模型，然后设计了相应的自抗扰控制器。
在控制器设计中，采用了扰动观测器、非线性状态误差反馈等关键技术，使系统能够在风速变化时快速调整桨叶的俯仰角度，保持系统的稳定。
此外，还对控制器的性能进行了仿真验证和实验测试，结果表明，该控制策略能够有效地提高风电机组的发电效率和稳定性。
五、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，直接影响到控制系统的性能。
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。
该方法通过优化控制器的参数，使系统在各种风速条件下都能保持最佳的运行状态。
具体而言，该方法首先建立了一个以系统性能指标为目标的优化模型，然后采用遗传算法对模型进行求解，得到最优的控制器参数。
《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
《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快速发展，风力发电已成为重要的清洁能源之一。
风力发电技术的关键之一是变桨距控制技术，其能够根据风速变化调整风力机桨叶的角度，以实现最佳的风能捕获和能量转换。
然而，由于风速的随机性和不确定性，传统的控制方法往往难以满足高精度的控制要求。
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意义和实际应用价值。
二、风力发电变桨距自抗扰控制技术研究（一）自抗扰控制理论概述自抗扰控制是一种先进的控制策略，通过非线性组合多种信号以减小系统的误差，并对不确定性的影响进行有效抑制。
自抗扰控制器通常由跟踪微分器、扩张状态观测器和状态误差的非线性组合三部分组成。
这种控制方法具有良好的动态性能和抗干扰能力，在非线性系统中有很好的应用前景。
（二）风力发电变桨距自抗扰控制技术应用在风力发电系统中，变桨距自抗扰控制技术通过实时调整桨叶的角度，以适应不同的风速条件。
在风速较低时，桨叶角度较小，以捕获更多的风能；在风速较高时，通过增大桨叶角度来减小风力机的气动负荷，保护设备免受过大负荷的损害。
自抗扰控制技术通过实时监测和调整，实现对风速的快速响应和精确控制。
三、参数整定方法（一）参数整定的必要性风力发电系统的变桨距自抗扰控制器的性能与其参数的整定密切相关。
参数的合理设置可以有效地提高系统的稳定性和动态响应能力。
因此，针对不同的风力发电系统，需要进行相应的参数整定工作。
（二）参数整定方法1. 理论计算法：根据系统的数学模型和性能指标，通过理论计算确定参数的初始值。
这种方法需要深入理解系统的动态特性和控制策略。
2. 试验法：通过在真实的风力发电系统中进行试验，根据试验结果调整参数，以达到最佳的控制系统性能。
这种方法需要大量的试验数据和经验。
3. 智能优化算法：利用智能优化算法如遗传算法、粒子群算法等对参数进行优化。
这种方法可以快速找到最优参数组合，但需要较高的计算资源和时间。
风力发电机变桨距控制技术研究
风力发电机变桨距控制技术研究随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，逐渐受到人们的关注。
而风力发电机的变桨距控制技术的研究与应用，对于提高风力发电机的效率和稳定性具有重要意义。
风力发电机的变桨距控制技术是指根据风力发电机所接收的风速信号，通过控制变桨距来调整叶片的角度，以实现最佳功率捕获。
变桨距控制技术可以根据实时风速变化，调整叶片的角度，使其在不同风速下都能运行在最佳工作状态，从而提高风力发电机的发电效率。
风力发电机的变桨距控制技术主要包括传感器、控制器和执行器三个部分。
传感器用于感知风速信号并将其转化为电信号，控制器通过对风速信号的处理和分析，得出最佳的变桨距控制策略，最后通过执行器来实现叶片角度的调整。
在风力发电机的变桨距控制技术研究中，需考虑以下几个方面。
首先，需选择合适的传感器来准确感知风速信号，以确保控制器的准确性。
其次，需要在控制器中设计合理的算法，以根据实时风速变化来调整叶片的角度。
同时，还需考虑到不同风速下的功率输出特性和风力发电机的安全性能，以确保变桨距控制技术的可靠性和稳定性。
此外，风力发电机的变桨距控制技术还面临一些挑战。
例如，风速信号的准确性和稳定性对于变桨距控制的精度和效果至关重要。
此外，变桨距控制技术的实施成本也是一个重要的考虑因素。
因此，研究人员需要不断改进传感器和控制器的技术，并降低成本，以实现风力发电机变桨距控制技术的普及和应用。
综上所述，风力发电机的变桨距控制技术是提高风力发电机效率和稳定性的重要手段。
通过合理选择传感器、设计优化的控制算法，并考虑到功率输出特性和安全性能，可以实现风力发电机在不同风速下的最佳工作状态。
未来，随着技术的进一步发展和成本的降低，风力发电机变桨距控制技术有望在风力发电行业中得到更广泛的应用。
风力发电机组变桨距控制策略研究
基于神经网络的变桨距控制策略设计
神经网络模型选择
根据风力发电机组变桨距控制问题的特点，选择适合的神经网络模型，如多层感知器、卷 积神经网络等。
训练数据采集
针对风力发电机组变桨距控制问题，采集大量的历史数据作为训练神经网络的样本，以提 升神经网络的控制精度。
神经网络模型训练
利用训练数据对神经网络模型进行训练，通过调整神经元之间的连接权重和阈值，使神经 网络输出结果更接近理想值。
04
基于模糊逻辑的变桨距控制策略研究
模糊逻辑基本原理与系统结构
模糊逻辑是一种近似推理方法，基于模糊集合和模糊运算 ，能够处理不确定、模糊的信息。
模糊逻辑系统通常由输入变量、模糊化、规则库、推理机 制和解模糊等部分组成。
基于模糊逻辑的变桨距控制策略设计
设输出，实现 桨距角的调整。
03
基于优化算法的变桨距控制策略研究
基于遗传算法的变桨距控制策略
1
遗传算法是一种基于生物进化原理的优化算法 ，通过模拟基因交叉和突变过程来寻找最优解 。
2
在风力发电机组变桨距控制中，遗传算法可用 于优化控制策略，以实现更高的能量捕获和系 统稳定性。
3
具体而言，遗传算法可以用于优化变桨距控制 策略中的参数，如目标函数、控制规则、约束 条件等。
结果讨论
通过对实验结果的分析与比较，我们发现变桨距控制 策略在风速变化和桨叶角度变化时表现出较好的性能 ，但在发电机转速较高时，控制精度有所下降。这可 能与发电机转速较高时，机械传动部件的动态性能和 控制系统稳定性有关。因此，在未来的研究中，需要 进一步优化变桨距控制策略，提高控制精度和稳定性 。
07
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；
变桨距风力发电控制系统的研究分析
变桨距风力发电控制系统的研究分析摘要：在风力发电技术使用过程当中，为了能够提高风力发电的效率，保证风力发电的质量性，需要加强在风力发电过程中的控制管理，从而提高风力发电设备在使用过程中的稳定性。
在风力发电控制系统使用过程当中，需要对风力发电的工作情况进行适当的模拟，通过模拟可以快速掌握风力发电设备的运行原理，从而加强对各个风力发电环节的控制，为后期风力发电管理工作的开展提供保障。
本文主要通过对变桨距风力发电控制系统进行详细的研究和分析，对风力发电机组内部结构进行分析的方式，希望可以强化各个工作人员对风力发电机组内部系统的认识，从而有效推动我国风力发电工作的开展。
关键词：变桨距；风力发电；分析引言随着我国能源的不断使用，可利用的能源数量越来越少，因此需要利用其他替代能源来缓解我国能源的危机现象。
风力发电系统在使用过程当中与其他发电系统相比，整体稳定性较高，而且可靠性更强，可以满足多种情况下的风力发电管理。
目前各个国家都特别重视对风力发电机组的分析和研究，希望能够提高风力发电设备的发电效率，提高发电质量。
针对风力发电的研究，我国也提出了详细的发展规划，希望可以能够不断提高我国风力发电的规模和效率，将风力发电技术科学运用发挥出最大的价值。
1变桨距控制技术的重要性在风力发电技术使用过程当中，最主要的就是能够控制风力发电系统的稳定性，保证风力发电系统的安全运行。
因此在工作开展过程当中，需要不断增加风力发电机组的规模，从而提高风力发电技术。
在现阶段对风力发电技术研究过程当中应该注重性能研究，尽可能使风力发电的内部状态可以将风能转化为最大，从而有效提高风力发电的效率，促进风力发电技术的发展和推广。
在风力发电技术变桨距控制技术使用过程当中，主要就是将轮毂上的桨叶的桨距角区进行改善，在保持风速不变的情况下，可以确保风力发电的效率达到最高。
同时在超过额定的风力发电风速情况之下，还可以保证风力发电机的稳定性。
确保风力发电的功率平稳[1]。
《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]。
变桨距风力发电机组控制系统方案
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
控制系统的执行机构 本系统采用的是电动变桨距机构，电动变桨距机 构可采用伺服电机对每个桨叶进行单独调节。伺 服电机通过主动齿轮与桨叶轮毂内齿圈相啮合， 直接对桨叶的节距角进行控制。位移传感器采集 桨叶节距角的变化从而构成闭环控制。在系统出 现故障或控制电源断电时，电机由蓄电池等储能 装置供电将桨叶调为顺桨位置。
变桨距风力发电机组控制系统的 研究
付冬梅
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
变桨距风力发电机组的特点
1.机组的特点
1
改善机组的受力， 优化功率输出 （与发电机转差 率调节配合） .
2
比定桨距风力机 额定风速低、效 率高；且不存在 高于额定风速的 功率下降问题 .
变桨距控制系统
3.变桨距控制
额定功率 风速
+
-
功率 控制器A
+ -
+ -
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
+
-
功率 控制器B
转子电流 执行器
发电功率
b、功率控制器A并网后执行变桨到最大攻角，低于额定功率（额定风速）时控制 器输出饱和，攻角最大；高于额定风速后进入恒功率控制；引入风速前馈通道， 超过额定风速后，当风速变化时起到快速补偿作用。 c、功率控制器B低于额定风速调节转差率“实现”最佳叶尖速比调节，即风速增 加转差率增大；高于额定风速时配合功率控制器 A维持功率恒定。原理是风速出 现波动时，由于变桨调节的滞后使驱动功率发生波动，调节转差率（转子电流） 使机组转速变化而维持功率恒定，利用风轮储存和释放能量维持输入与输出功率 的平衡。
《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[摘要]在对风力发电机组运行特性分析的基础上，针对发电机组桨距的控制问题，利用模糊理论和PID理论设计了智能变桨距控制器，并建立了相应的仿真模型，仿真结果验证了控制器可以在风力发电机组数学模型未知的情况下，保证了系统的可靠运行，获取最大能量。
【关键词】风力发电机组；变桨距控制；智能控制；模糊控制1、引言变桨距系统作为大型风电机组的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行起到十分重要的作用。
[1-4]本文针对风力发电机组桨距角的智能控制问题，将传统PID算法与模糊算法相结合，设计了一种智能控制器，以实现风力发电机组变桨距的精确控制。
2、变桨系统控制原理本系统采用变速变桨距调节的控制方式，通过频率转换器耦合发电机与电网，允许通过控制发电机的反作用力矩来改变转速，在高风速时，转矩被保持在额定水平，变桨距控制用于调节转速及功率，3、控制器及仿真模型建立针对本系统，将模糊控制与PID控制算法相结合设计了一种通过模糊规则切换两种控制规律的无触点的切换方式，优化了控制器的设计，弥补了常规算法的不足，采用这种方法的Fuzzy-PID分段复合控制器和仿真模型4、仿真分析仿真系统的发电机参数为额定功率P=2500kW，额定转速n=1400r/min，额定电压U=690V，风轮直径D=90m，传动系统增速比Kgear=59.483，空气密度ρ=1.225kg/m3，额定风速v=13m/s。
，控制器的控制效果优越，使得风力发电机的输出功率更恒定，可以考虑将其应用于风力发电机的实际变桨距控制过程中。
5、结论本文针对兆瓦级风力发电机组变桨距精确控制的问题，研究了基于模糊切换的模糊PID分段复合控制算法，对控制器进行了设计，通过对仿真结果的分析，为变桨系统控制策略的制定提供了重要的理论依据和参考价值。
参考文献[1]孙增圻.智能控制理论与技术[M].北京：清华大学出版社.1992.[2]刘峰，王辉，许铮等.模糊控制器在最优风能捕捉系统中的应用[J].微计算机信息，2008，8-1：18-19.[3]叶杭冶.风力发电机组的控制技术[M].北京：机械工业出版社，2006.[4]Han-Xiong Li，H.G.Gatland.Conventional fuzzy control and its enhancement[J].IEEE Transactions on Systems，Man，and Cyber-netics-part B，1996，26-5：791-796.[5]Kevin M. Passino，Stephen Yurkovich. Fuzzy Control[M]，Beijing，Tsinghua University Press，2001.[6]C.I. Siettos，G. V. Bafas. Semiglobal stabilization of nonlinear systems using fuzzy control and singular perturbation methods [J].Fuzzy Sets and Systems，2004，129：275-294.。
《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。
风力发电系统变桨距的控制
风力发电系统变桨距的控制风力发电是一种可再生的清洁能源，越来越受到世界各地的重视和广泛应用。
在风力发电系统中，变桨距的控制是实现高效能量转换和保证系统安全运行的关键因素之一。
变桨距是指风力发电机组中的桨叶与风向之间的角度，也是调节风力发电机组输出功率的重要手段。
通过调整变桨距，可以使桨叶在不同风速下获得最佳的工作状态，从而实现最高的发电效率。
同时，变桨距的控制还可以根据风速变化，及时调整桨叶的角度，以避免过大的风力对系统造成损害。
在风力发电系统中，变桨距的控制主要通过控制系统实现。
控制系统根据风速的变化，通过传感器采集实时的风速信息，并将其与预设的风速范围进行比较。
当风速超过预设范围时，控制系统会自动调整桨叶的角度，以减小桨叶受力面积，降低风力对系统的影响。
相反，当风速过低时，控制系统会使桨叶保持较大的角度，以保证风力发电机组能够正常工作。
为了提高变桨距的控制精度和响应速度，现代风力发电系统通常采用先进的控制算法和高性能的控制器。
其中，模糊控制、PID控制和最优控制是常用的方法。
模糊控制基于经验规则，通过模糊逻辑和模糊推理来实现对变桨距的精确控制。
PID控制则根据当前误差、误差变化率和误差累积量来调整控制器的输出，以实现系统的稳定控制。
最优控制则通过数学模型和优化算法，寻找最佳的控制策略，以实现系统性能的最优化。
总之，风力发电系统中变桨距的控制对于提高发电效率和保证系统安全运行至关重要。
通过合理选择控制方法和优化控制算法，可以实现变桨距的精确控制，并最大限度地发挥风力发电系统的能量转换能力。
未来，随着科技的不断进步和控制技术的不断创新，风力发电系统的变桨距控制将更加智能化和高效化，为可持续发展提供更多清洁能源。
《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
《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。
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。
风力发电的变桨距控制方法研究分解
变桨距风电机组
变桨距执行机构
现场总线
3.1变桨距调节的工作原理
风力机桨叶根部与轮毂之间通过轴承连接，也就是说其连 接是不固定可以自由旋转的，当风速发生变化时，风力机的 桨叶可以绕其轴线转动来调节叶片的桨距角，通过桨距角的 变化来影响风电机组的转速，从而达到控制风力发电机组输 出功率的目的。
变桨过程：根据机舱顶部的气象站和风速仪所测 量数据，控制系统发出指令给变桨电机，变桨电机 为变桨系统提供扭矩，变桨系统把扭矩增加大约100 倍后，通过另外一端的变桨小齿轮（小齿轮上面带 着一个齿形带，齿形带与叶片上面的变桨轴承相 连），把力传递到变桨轴承上面，使变桨轴承旋转， 改变叶片的迎风角度。
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。
三 风力发电的变桨距控制系统
变桨距系统
变桨距机构
变桨距控制系统
驱动装置
执行装置
机舱内分控制系统
计算机控制系统
较高的风 能利用系 数 高风速段 的额定功 率
提高风力 机组起动 性能与制 动性能
变桨距控 制的优点
提高风机 的整体柔 性度
减小整机 和桨叶的 受力状况
二 风力发电的控制系统介绍
1. 2. 3.
按控制环节来分： 启动控制 并 / 脱网控制 制动控制 很重要的一个环节是机组运行过程中，对发 出电能质量的控制
变桨距驱动装置
按每个叶片是独立调节还是同步调节可以分
为两种 ：共同驱动变桨距系统 ，独立驱动变 桨距系统
叶片独立变桨
限位开关 变桨控制柜
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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
两种风速情况 超过额定风速时，叶片
向小迎风角变化，从而 使获取的风能减少，这 样就保证了叶轮输出功 率不超过发电机的额定 功率，风轮速度降低使 发电机组的输出功率可
以稳定在额定功率上。
风速小于额定风速时
风速大于额定风速时
调整桨距角处于可获取最大推力 的位置，有较低的切入风速
叶片向小迎风角变化，从而使获取 的风能减少，这样就保证了叶轮输 出功率不超过发电机的额定功率
2.1启动控制
❖ 当风速检测系统在一段持续时间内测得风速 平均值达到切入风速，并且系统自检无故障 时，控制系统发出释放制动器命令，机组由 待风状态进入低风速起动。
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。
4.1变桨距功率控制模型
桨距角 检测
给定桨距角
变桨距
变桨距
控制器
机构
风轮
给定功率值
接电网 发电机
并网开关
功率检测
变桨距调节控制器的组成
设定转速
转速检测 风力发电机
变桨距驱动
高于额定转速
比
较
器
低于额定转速
期望的转速,扭矩
叶片位置检测
变桨距控制器控 制目标：最大功
率输出
转速桨位需求 扭矩桨位需求
4.2系统的软件设计
❖ 由于控制本身的属性，功率控制法在响应速 度，准确度以及稳定性方面都可以加以改进。 风电机组发出的电能最终都要供给负载，风 力机的运行参数，调整状况和反馈情况也要 受到负载的影响，所以功率控制可以和载荷 变量联合控制，使得控制更加快准稳。
谢谢！
❖ （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。）
当风力发电机组起 动及风速低于额定风速 时，桨距角处于可获取 最大推力的位置，有较 低的切入风速。当风速
开始
Y
有停机故障信号
∆P=P-P0
∆P=0
Y -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
Y
∆P<0?
3⁰
N
结束
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
五 功率控制法的改进与应用
变桨距风电机组
变桨距执行机构
现场总线
3.1变桨距调节的工作原理
风力机桨叶根部与轮毂之间通过轴承连接，也就是说其连 接是不固定可以自由旋转的，当风速发生变化时，风力机的 桨叶可以绕其轴线转动来调节叶片的桨距角，通过桨距角的 变化来影响风电机组的转速，从而达到控制风力发电机组输 出功率的目的。
变桨过程：根据机舱顶部的气象站和风速仪所测 量数据，控制系统发出指令给变桨电机，变桨电机 为变桨系统提供扭矩，变桨系统把扭矩增加大约100 倍后，通过另外一端的变桨小齿轮（小齿轮上面带 着一个齿形带，齿形带与叶片上面的变桨轴承相 连），把力传递到变桨轴承上面，使变桨轴承旋转， 改变叶片的迎风角度。
变桨距驱动装置
❖ 按每个叶片是独立调节还是同步调节可以分 为两种 ：共同驱动变桨距系统 ，独立驱动变 桨距系统
叶片独立变桨
变 桨 轴 承
编码器
限位开关Βιβλιοθήκη 变桨控制柜 变桨驱动装置紧急备用 电池柜
变桨距执行机构
❖ 变桨距执行机构是指直接控制叶片转动部分 的机械装置
❖ 常见的变桨距执行机构有 ：平行轴齿轮驱 动，垂直轴伞型齿轮驱动，机械摇杆驱动
❖ 在变桨距控制系统中，高风速段的变 桨距调节功率是非常重要的部分，若 退桨速度过慢则会出现过功率和过电 流现象，甚至会烧毁发电机；若桨距 调节速度过快，不但会出现过调节现 象，使输出功率较大，而且会缩短变 桨距液压缸，变桨距电动机和变桨距 轴承的使用寿命，进而影响发电机的 输出功率，使发电量降低。
❖ 按控制环节来分： 1. 启动控制 2. 并 / 脱网控制 3. 制动控制
很重要的一个环节是机组运行过程中，对发 出电能质量的控制
风机控制系统的重要性
监视 风机控制系统
电网 风况
机组运行参数
风速 风向
控
磁转转 输 端
制
链速矩 出 口
功电
率压
执行机构
主控制器
设定值（额定值）
反馈值
发出指令
现场总线
分控制箱
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。
三 风力发电的变桨距控制系统
变桨距系统
变桨距机构
变桨距控制系统
驱动装置
执行装置
机舱内分控制系统
计算机控制系统
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。
❖ 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
较高的风 能利用系
数
高风速段 的额定功
率
变桨距控 制的优点
提高风力 机组起动 性能与制 动性能
提高风机 的整体柔
性度
减小整机 和桨叶的 受力状况
二 风力发电的控制系统介绍