风力发电机组变桨控制系统的研究
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
《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，越来越受到人们的重视。
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方法，在风力发电变桨距控制中具有广泛的应用前景。
本文将重点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节距角，以实现对风能的捕获和利用。
这种控制方式具有较高的灵活性和适应性，能够在不同风速和风况下保持风电机组的稳定运行。
然而，由于风力发电系统的非线性和不确定性，传统的控制方法往往难以达到理想的控制效果。
因此，研究更加先进的控制技术，如自抗扰控制技术，对于提高风力发电系统的性能和稳定性具有重要意义。
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扰动观测器的控制方法，它通过观测系统内部的扰动，实时调整控制参数，使系统达到最优的控制效果。
在风力发电变桨距控制中，自抗扰控制技术可以有效地抑制系统内部的扰动，提高系统的稳定性和响应速度。
具体而言，自抗扰控制技术通过构建扰动观测器，实时观测系统内部的扰动信息，并根据观测结果调整桨叶的节距角，以实现对风能的优化利用。
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自抗扰控制技术，本文首先建立了风力发电系统的数学模型，包括桨叶动力学模型、发电机模型和控制系统模型等。
然后，基于自抗扰控制原理，设计了适用于风力发电变桨距控制的自抗扰控制器。
通过仿真实验，验证了自抗扰控制器在风力发电变桨距控制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技术中的重要环节。
针对风力发电变桨距自抗扰控制技术的参数整定问题，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，使系统达到最优的控制效果。
具体而言，遗传算法通过模拟自然选择和遗传学原理，在参数空间中进行搜索和优化，以找到使系统性能指标最优的参数组合。
永磁直驱风力发电机组变桨控制研究
永磁直驱风力发电机组变桨控制研究
随着人类社会的发展,能源问题日益凸显。
风能因其储量丰富、清洁环保、可再生等优点已成为各国重点开发的能源之一。
其中,永磁直驱风力发电机组因其成本低、效率高以及结构简单等优点,逐渐成为了研究热点。
本文针对永磁同步风力发电机组变桨控制进行了研究,主要做了以下工作:(1)提出了一种模糊控制与PID控制结合的变桨距控制方法。
通过引入一种平滑函数模型,根据功率误差得出合适的平滑函数因子,实时调节模糊控制器与PID控制器输出的变桨角度所占比重。
该方法同时利用了模糊控制器的鲁棒性、快速性的特点,同时利用PID控制的精确性弥补了模糊控制稳态时存在静差的不足。
并通过软开关的方式避免了直接切换控制器导致桨距角输出不连续给系统带来震荡的问题,且能够有效维持风力发电机组输出功率的稳定性。
(2)针对模糊控制规则数量与控制精度精度的矛盾,提出了一种风速前馈与变论域模糊结合的变桨控制方法。
在桨距角模糊控制器基础上,增加了输入输出论域的伸缩因子控制器。
根据误差及其变化率,实时调整伸缩因子。
在模糊控制规则数量不变的基础上,通过变论域的方式细化了局部规则,提高了系统的控制精度。
且采用了风速前馈的方法,实现了系统的动态补偿,提高了系统的响应速度。
(3)为提高变桨电机抗扰动特性,研究了一种基于负载转矩观测器的永磁同步电机积分滑模控制方法。
通过改进的负载转矩观测器实时观测转矩负载,实现转矩电流补偿,提高了永磁同步电机的抗扰动性。
同时提出了一种新型的指数滑模趋近律,并应用于永磁同步电机速度环的积分滑模控制器中。
该方法提高了系统响应的快速性和抗扰性,能抑制滑模控制的抖振。
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。
海上风力发电的变桨系统智能化控制策略研究
海上风力发电的变桨系统智能化控制策略研究随着全球对可再生能源的需求不断增加，海上风力发电作为清洁能源的重要来源受到了广泛关注。
而在海上风力发电系统中，变桨系统是至关重要的组成部分之一。
变桨系统的智能化控制策略研究将为提高海上风力发电系统的效率和可靠性提供有效的技术支持。
海上风力发电系统由风力涡轮机、发电机、变桨系统等组成。
其中，变桨系统的主要功能是根据风速和风向的变化来调整风力涡轮机的叶片角度，以最大化收集风能。
变桨系统的智能化控制策略通过引入先进的算法和技术，实现对变桨系统的自动化控制和智能优化。
首先，对于海上风力发电系统的变桨系统智能化控制，核心是要建立精确的风速和风向监测模型。
通过网络连接的风速和风向传感器，可以实时采集和传输海上的环境数据。
然后，利用数据处理和分析技术，对风速和风向进行准确预测和模拟，为变桨系统的智能化控制提供准确的输入参数。
其次，变桨系统智能化控制策略需要针对不同的海上环境条件和发电机组状态进行优化设计。
通过对大规模的变桨系统数据进行收集和分析，可以建立准确的风力涡轮机模型和发电机组模型。
利用这些模型，可以设计出智能化的控制策略，并通过实时监测和调整来最大化发电效率。
另外，智能化控制策略还应考虑到海上风电场的安全性和可靠性。
例如，在海上恶劣的气候条件下，风力涡轮机可能面临过载或风暴损坏的风险。
为了避免这些风险，智能化控制策略应具备动态的安全控制功能，能够根据实时的环境和设备状态进行风力涡轮机的调整和保护。
此外，智能化控制策略应与智能化监控系统相结合，实现对海上风力发电系统的全面管理和优化。
通过收集和分析海上风力发电系统的运行数据，可以实时监测系统性能和设备状态，识别潜在故障和问题，并及时采取措施进行修复。
同时，智能化监控系统还能提供长期的运行数据，为海上风力发电系统的维护和改进提供有效的参考依据。
综上所述，海上风力发电的变桨系统智能化控制策略研究是提高海上风力发电系统效率和可靠性的关键技术之一。
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。
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。
海上风力发电的变桨系统控制策略研究
海上风力发电的变桨系统控制策略研究随着对可再生能源的需求日益增长，海上风力发电作为一种清洁能源供应方式，正逐渐成为解决能源短缺和环境问题的重要手段之一。
在海上风力发电中，变桨系统是发电机组中不可或缺的一部分，对其进行合理的控制策略研究，对提高发电效率和稳定性具有重要意义。
变桨系统在海上风力发电中的作用是根据风机的运行状态调整桨叶的角度，以便获得最佳的风能转换效果。
而变桨系统的控制策略研究主要包括桨叶角度的控制、桨叶机构的设计和控制算法的优化三个方面。
首先，桨叶角度的控制是变桨系统中最基础也是最重要的一部分。
根据风速和风向的变化，合理调整桨叶角度可以有效地改变风能的捕获和转化程度。
目前常用的控制策略有基于PID控制算法和模型预测控制算法。
基于PID控制算法的方法简单易行，但对于复杂的海上环境和多变的风速可能存在一定的应对能力不足。
而模型预测控制算法则通过建立风力发电机组的模型，预测未来一段时间内的风速和风向变化，从而实现对桨叶角度的优化控制。
因此，未来的研究可以进一步探索将模型预测控制算法应用于变桨系统中。
此外，随着人工智能技术的发展，基于深度学习的控制策略也有望在海上风力发电中得到广泛应用。
其次，桨叶机构的设计对变桨系统的控制策略研究也有着重要的影响。
优化的桨叶机构可以提高风能的转化效率，降低系统的噪音和振动，从而提高海上风力发电的可靠性和稳定性。
目前，常用的桨叶机构设计方法包括固定桨叶、可调桨叶和变桨叶等。
固定桨叶适用于风速变化相对稳定的情况，但在强风条件下可能造成损坏；可调桨叶可以根据风速调整桨叶角度，但对系统的控制策略要求较高；变桨叶则是一种相对灵活的设计，可以根据风速和风向的变化对桨叶角度进行调整。
因此，在变桨系统的设计中，选择合适的桨叶机构对于控制策略的研究具有重要意义。
最后，控制策略的优化是变桨系统研究中的关键环节。
通过合理的控制算法和参数优化，可以实现变桨系统的自适应控制和自我修复功能，从而提高海上风力发电的可靠性和稳定性。
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；
风力发电变桨控制系统设计研究
前言 风力发电机组是实现风能与电能转换的重要装置，对发电
机组进行深入研究更有助于提高其运行效率。因此，在实践工 作中相关工作人员应该对双馈异步发电机的变桨控制系统加以 研究，进而实现该系统的优化设计，为保证双馈异步发电机的 有效运行奠定基础。
1 双馈异步发电机组概况
双馈异步发电机是一种十分常见的风能发电机组，其整体 由五大装置和四大系统构成，其中变桨控制系统是机组的核心 所在。此类型发电机组具备局部功率变频的特点，所以当其出 现电压跌落时极容易引发脱网问题[1]。在双馈异步发电机组运 行环节，主要以风轮捕获风能，该装置是风机的重要部件，其 运行有效性将会对发电机组的能量转换效率产生直接影响。当 叶片处于最佳桨距角位置时，可跟踪最大风能，风轮吸收功率 与风速成正比关系，发电机组将基于定将距模式运行。
2.2 低电压穿越时的变桨控制器设计 低电压穿越即LVRT，意味着即便大电机组并网点的电压 跌落，其依旧可不脱网运行，而且还能在此期间为电网供应无 功功率，进而辅助电网恢复正常。从本质上来说，LVRT属于发 电机组并网运行环节的特殊运行功能要求，在不同地区这一要 求的具体内涵大相径庭，在实际作业环节需要依照具体要求保 持发电机组不脱网运行。 （1）控制对象模型 设计LVRT控制器的根本目的，是解决因电压跌落而导致 的功率波动和超速问题，要基于变桨PI控制器来保证低电压穿 越环节的发电机组能不出现大幅度功率波动，并且可迅速恢复 功率。在此环节，需要明确风力发电机组的传动链运动方程：
TECHNOLOGY AND INFORMATION
工业与信息化
风力发电变桨控制系统设计研究
冯晓超 詹云霄 江苏龙源风力发电有限公司 江苏 南通 226014
摘 要 如今，风力发电十分普遍，为保障电力供应充足做出了极大贡献。在此环节，相关工作人员极为重视风力 发电的变桨系统控制工作。基于此，本文着眼于双馈异步发电机，对此类发电机组的特性进行了分析，并对其变桨 控制系统设计要点进行了论述，希望能为相关工作人员带来参考。 关键词 风力发电；变桨控制系统；系统设计；发电机组
MW级风力发电机液压变桨系统的研究的开题报告
MW级风力发电机液压变桨系统的研究的开题报告一、选题背景近年来，随着全球环保意识的增强，风电的发展越来越受到关注。
风力发电机作为最常用的风电发电设备，可以将风的能量转化为电能。
同时，风力发电机的装机容量不断提高，其中MW级的风力发电机已经成为发展的趋势之一。
在MW级风力发电机中，液压变桨系统作为重要的控制装置之一，对于提高机组的可靠性和发电效率有着重要的作用。
二、研究内容和目的本研究将针对MW级风力发电机的液压变桨系统进行研究。
研究内容主要包括变桨系统的结构和工作原理，系统的控制方法，以及系统的故障分析与处理等。
通过对MW级风力发电机液压变桨系统的研究，可以为提高机组的可靠性和发电效率提供技术支持，也可以为后续的相关研究提供参考。
具体研究目标如下：1、掌握MW级风力发电机液压变桨系统的结构和工作原理，了解系统中各部件的功能和作用。
2、研究液压变桨系统的控制方法，包括控制策略、控制器和传感器等，了解控制系统的工作流程和关键技术。
3、分析液压变桨系统的故障原因和故障处理方法，包括系统的故障诊断和维护保养等。
三、研究方法本研究主要采用文献调研和实验研究相结合的方法进行。
首先通过查阅相关文献，了解MW级风力发电机液压变桨系统的结构和工作原理，掌握系统的控制方法。
然后，通过实验研究，对系统的性能进行评估，确定系统优化方案，提高系统的可靠性和发电效率。
四、预期成果本研究的预期成果包括：1、对MW级风力发电机液压变桨系统的结构和工作原理进行深入了解，并掌握系统的控制方法和故障处理方法。
2、评估液压变桨系统的性能，确定系统的优化方案，提高系统的可靠性和发电效率。
3、为MW级风力发电机液压变桨系统的后续研究提供技术支持和参考。
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]。
风力发电机组变桨控制策略研究
风力发电机组变桨控制策略研究随着清洁能源的需求不断增长，风力发电作为一种环保的替代能源逐渐受到重视。
风力发电机组作为主要的发电设备之一，在发电过程中起到了关键的作用。
其中，风力发电机组的变桨控制策略对于发电效率和稳定性起着重要的影响。
本文将研究风力发电机组变桨控制策略的不同方法及其优缺点。
一、传统的风力发电机组变桨控制策略在传统的风力发电机组中，变桨控制通常采用固定角度的偏置控制策略。
该策略通过固定桨叶角度，使得风力机组在不同风速下均能以最佳状态工作。
然而，这种传统控制策略存在一些问题。
首先，固定角度无法适应不同风速下的工作状态，可能导致发电效率下降或过载。
其次，无法实现实时的调整，对于风速变化较快的情况可能响应不及时。
因此，需要研究更加智能化和灵活的变桨控制策略。
二、基于模型的风力发电机组变桨控制策略基于模型的控制策略是一种先进的风力发电机组变桨控制方法，其通过建立模型并优化控制参数来实现最佳控制效果。
其中，常见的方法包括最优控制、模型预测控制等。
这些方法能够根据实时测量的风速和机组信息，通过计算最优调整参数实现动态控制。
这样能够更好地适应不同的工作状态，提高发电效率和稳定性。
然而，这种方法需要在计算和系统建模方面投入较大的精力，同时也对控制算法的准确性有很高的要求。
三、基于智能算法的风力发电机组变桨控制策略智能算法是近年来发展较快的一种机器学习方法，可以通过数据分析和学习来优化控制策略。
在风力发电机组的变桨控制中，基于智能算法的方法如人工神经网络、遗传算法等被广泛应用。
这些方法通过学习大量的实时数据，建立复杂的模型，并通过优化算法得到最佳的控制策略。
与传统的固定角度控制相比，基于智能算法的方法可以更好地适应不同的风速和工作状态，提高发电效率和稳定性。
然而，这种方法需要较多的数据和计算能力，并且在实时性方面存在一定的挑战。
综上所述，风力发电机组变桨控制策略的研究是提高发电效率和稳定性的关键要素。
试析风力发电机组电动变桨控制系统
试析风力发电机组电动变桨控制系统一、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，二、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三、风电机组控制系统概述随着风电机组单机容量的不断加大，塔架高度和叶轮直径也随之不断扩大，兆瓦级风力发电机组在额定风速的情况下，桨叶在旋转过程中其最高端和最低端垂直高度上的功率吸收相差20% 以上，这使得普通叶轮统一变桨距控制在大型机组上无任何优势可言。
变桨距控制系统作为兆瓦级风力发电机组控制系统的核心部分之一，对机组高效、稳定、安全的运行具有非常重要的作用。
而独立桨叶变距系统的每只桨叶都有一套独立的变距伺服驱动系统，采用独立桨叶变桨距控制方法可以减少传动系统的故障率，减轻输出力矩脉动，提高系统运行可靠性和稳定性，提高机组运行寿命。
同时独立桨叶变距控制不仅拥有普通叶轮整体变距控制的优点，还能很好地解决垂直高度上风速变化对风机的影响这一不利因素。
但是如果采用液压伺服驱动，其系统结构过于复杂，会给维护和修理造成一定难度。
因此，独立变桨距控制系统现在通常都采用电动机驱动方式。
本文在分析风电机组变桨距控制研究现状的基础上，提出优化的变桨距控制策略，利用Matlab/Simulink对其进行仿真，设计了基于模糊控制的变桨距控制器，使控制效果得到了提高。
下面的实例，是以典型的独立变桨控制系统来说明变桨控制系统的基本构成。
一般的独立电动变桨控制，主要是由3套独立的变桨装置组成，不但提高了风力机的输出功率，还可以允许3个桨叶独立变桨，即使在其中一个桨叶刹车制动失败时，其他2个桨叶也可以实现安全刹车的过程，提高了整个系统的安全性，能全面满足其刹车制动需要。
考虑风速预测的海上风力发电变桨系统控制策略研究
考虑风速预测的海上风力发电变桨系统控制策略研究海上风力发电是一种利用海上风能进行发电的可再生能源技术，具有潜力巨大。
而风力发电的效率和稳定性受到风速的影响，因此研究海上风力发电变桨系统控制策略中的风速预测对于提高发电效率至关重要。
一、背景介绍随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，可再生能源逐渐成为替代传统能源的重要选择。
海上风力发电作为一种可再生能源技术，在近年来得到了广泛的研究和发展。
海上风力发电具有风能资源丰富、环境友好、发电效率高等优势，因此被认为是未来可持续发展的重要组成部分。
二、海上风力发电的变桨系统控制策略变桨系统是海上风力发电的核心部分之一，其作用是根据风速变化调整桨叶角度，从而使发电机获得最大的风能捕获。
目前，主要的控制策略包括常规PID控制、迭代学习控制、神经网络控制等。
1. 常规PID控制常规PID控制策略是一种经典的控制方法，通过对变桨角度的调整来实现稳定的发电输出。
PID控制策略可以根据风速的变化调整控制参数，以满足不同风速下的发电要求。
然而，由于其单一的线性控制结构，PID控制策略在应对复杂的工况时可能存在性能限制。
2. 迭代学习控制迭代学习控制是一种基于模型的控制方法，在控制过程中通过学习和修正控制器的参数，以逐步提高系统的性能。
对于海上风力发电系统，迭代学习控制可以通过对风速预测误差的学习和修正，优化变桨系统的控制策略。
3. 神经网络控制神经网络控制是一种模拟人类神经系统工作原理的控制方法，在海上风力发电系统的变桨控制中具有一定的潜力。
通过建立风速与变桨角度之间的映射关系，神经网络可以预测未来的风速，并根据预测结果调整变桨系统的控制策略。
三、考虑风速预测的海上风力发电变桨系统控制策略研究考虑风速预测的海上风力发电变桨系统控制策略研究旨在利用风速预测信息提前调整变桨系统的控制策略，以实现更高效和稳定的发电输出。
1. 风速预测模型的建立在研究中，需要建立准确可靠的风速预测模型。
风力发电机组变桨系统的分析与研究
日
风 力 发 电
Ｒ
况下 通 电， 则会 产生高 于整流 器正常工 作 电流 的输
入 浪涌 电流 ， 远高 于正常工作 电流 的峰值 。抑 制通 电浪涌 电流 的方法是 加入抑 制 电路 ， 这 样会使 体积 增大 。因此 ， 设 想能不能把开关 电源 Ｎ Ｇ ５ 拿 到轮毂 外面放到机舱里 ， 三个变桨柜公用一个 ， 如图４ 所示 。
开关 信号 、 叶片 角度 ＜ ３ ． ５ 。 时没有 ０ 。 接 近开关信号 、
变频器 故 障、 旋 编故 障。 只要 出现 任意一 个就执 行 紧急停 机［ １ 。
Ｕ Ｐ Ｓ （ 超 级 电容 ） 供 电。 当 电源（ Ｎ Ｇ ５） 出现 故 障不 能正常工作 时 ， ＵＰ Ｓ还能使变桨 电动机正常工作 （ 旋
速度 绝对 值 ＞ １ ４ ｒ ／ ｍｉ ｎ 、 叶片角 度 ＞ ６ ． ５ 。 时有 ０ 。 接 近
桨 电动 机 的各 种信 号 ， 进 行相 应 的控 制 。旋 转 编码
器 采用绝 对 和增量 混合 式 ， 检测 桨 叶的角 度送 给主 控 与变桨 控制器 形成 一个 闭环控制 ； 计算 出变桨 速 度送 给 Ｂ Ｃ ３ １ ５ ０构成 闭环频率控 制 。变桨 电动机有
＿ ＿ 一一 一
Ｐ ｉ ｔ ｃ ｈ ｂ ｏ ｘ ２
一
～
一
一 一＿ ５ ｉ ４ ＿一
Ｐ ｉ ｔ ｃ ｈ ｂ ｏ ｘ ３
参 考 文 献
［ １ ］ 王明江． 变桨培训 ． 新疆金风科技股份有限公 司， ２ ０ ０ ７ ． ［ ２］ 廖明夫 ， Ｒ ． Ｇａ ｓ ｃ ｈ ， Ｊ ． Ｔ ｗｅ ｌ ｅ ． 风力发 电技术 ［ Ｍ］ ． 西北工
风力发电变桨控制系统设计研究
风力发电变桨控制系统设计研究风力发电是一种利用风能将风能转化为电能的技术。
在风力发电过程中，变桨控制系统是一个非常重要的组成部分，它的设计和研究对于风力发电的效率和可靠性至关重要。
变桨控制系统的主要功能是根据风力大小和风向变化情况来控制风力发电机的桨叶角度，以获得最佳的能量转化效率。
变桨控制系统需要根据风力的实时测量数据来进行桨叶的角度调整，以确保风力发电机在不同的风速条件下能够始终工作在最佳状态。
在变桨控制系统的设计过程中，需要考虑以下几个方面：1.传感器选择和位置安装：为了准确测量风力的大小和方向，需要选择合适的传感器，并将其安装在合适的位置。
传感器的选择和位置安装是变桨控制系统设计的重要环节，它对于系统的准确性和可靠性有着至关重要的影响。
2.数据采集和处理：变桨控制系统需要实时采集和处理风力传感器的数据，并根据这些数据来调整桨叶的角度。
数据采集和处理过程需要高速、高精度的硬件和软件支持，以确保数据的实时性和准确性。
3.控制算法设计：控制算法的设计是变桨控制系统设计的核心环节。
控制算法需要根据实时的风力数据来决定桨叶的调整角度，以实现最佳的能量转化效率。
控制算法设计需要考虑风力的大小、风向的变化以及系统的动态响应能力等因素，以确保系统能够稳定工作并且具有较好的抗干扰能力。
4.系统建模和仿真：在变桨控制系统设计的过程中，建立系统的数学模型是非常重要的。
系统建模可以帮助我们理解系统的工作原理和动态特性，并根据模型进行仿真和优化设计。
系统建模和仿真可以有效减少实际试验的成本和风险，并帮助我们更好地了解系统的性能和可靠性。
总之，风力发电变桨控制系统的设计和研究对于提高风力发电的效率和可靠性具有重要的意义。
在设计过程中，需要考虑传感器选择和位置安装、数据采集和处理、控制算法设计以及系统建模和仿真等方面的问题。
通过合理的设计和研究，可以提高风力发电的效率和可靠性，进一步推动可再生能源的发展。
考虑风力预测精度的海上风力发电变桨系统控制策略研究
考虑风力预测精度的海上风力发电变桨系统控制策略研究海上风力发电是利用风能产生电能的一种可持续发展能源，对于实现清洁能源转型具有重要意义。
然而，风力发电的特性决定了其电力输出的不稳定性和间歇性，这给电网的稳定性造成了挑战。
为了降低风力发电的波动性，并提高预测精度，研究人员开始聚焦于海上风力发电变桨系统控制策略。
海上风力发电的变桨系统是风力发电机组中的关键组件之一，其作用是调节叶片的角度以控制风力发电机组的输出功率。
传统的控制策略主要是基于根据风速和转速的测量值来控制叶片角度的调整，然而这种方法在风速快速变化的情况下预测精度较差。
为了提高风力预测精度，研究人员开始采用基于模型的控制策略。
通过建立风力模型和风速预测模型，可以更准确地预测未来一段时间内的风力变化情况，从而更好地调整叶片角度，稳定输出功率。
具体而言，需要考虑以下两个方面：首先，需要建立准确的风力模型。
风力模型可以通过历史风速数据和现场观测数据来构建。
利用统计方法，可以分析历史数据的规律性和周期性，从而预测风力的变化趋势。
另外，在海上风力发电场地，还需要考虑海洋气象因素对风力的影响，例如海洋温度、湍流等因素，这些都需要纳入模型中进行精确预测。
其次，需要建立准确的风速预测模型。
目前，常用的方法是基于机器学习和人工智能技术来构建预测模型。
通过收集大量的风速数据和气象因素数据，可以使用神经网络、支持向量机等算法进行训练和优化，从而提高预测模型的准确性。
此外，还可以引入其他辅助数据，如地理位置、潮汐和气象条件等，以提高预测精度。
当准确的风力模型和风速预测模型建立完成后，就可以进行变桨系统控制策略的研究。
首先，需要将建立的模型与实际风速进行对比和校准，以确保其准确性和可靠性。
然后，可以采用闭环控制策略，通过实时监测风速和预测模型输出，来调整叶片角度以稳定输出功率。
此外，还可以采用模糊控制策略来进行变桨系统的控制。
模糊控制策略主要是基于模糊逻辑和模糊推理原理，将模糊规则应用于变桨系统的控制中，根据输入的风速和预测模型输出，自动调整叶片角度。
海上风力发电的变桨系统振动特性分析与控制方法研究
海上风力发电的变桨系统振动特性分析与控制方法研究随着可再生能源的兴起，风力发电已成为一种广为采纳的清洁能源生成方式。
而海上风力发电作为其一种重要形式，由于海上环境的特殊性以及风力机组的庞大尺寸，其振动特性和安全性问题备受关注。
本文将对海上风力发电的变桨系统振动特性进行分析，并提出相应的控制方法以提高其稳定性和安全性。
首先，我们需要了解海上风力发电的变桨系统的构成和工作原理。
变桨系统通常包括旋转轴、液压缸、锁定装置、定位刀刃等组件。
其工作原理是通过液压驱动系统控制刀刃的角度，实现风力机组的定位和控制。
变桨系统振动特性的确切原因是风力的恶劣环境下，刀刃在运行中会受到风力的影响导致系统振动。
针对海上风力发电的变桨系统振动特性，我们需要进行振动分析。
首先，可以利用传感器系统对风力机组进行实时监测，获取其运行状态和振动数据。
通过收集大量的振动数据，结合数学统计和数据分析方法，可以建立起振动特性的数学模型。
这将有助于我们进一步了解系统中存在的振动源、振动频率和振动幅度等信息。
接下来，针对分析得到的振动特性，我们可以提出一些控制方法来改善系统的振动性能。
首先，可以采用减振器来降低系统的振动幅度。
减振器可以通过吸收、分散或抑制振动能量的方式，将振动能量转化为其他形式的能量来减小振动的影响。
常见的减振器包括液压缓冲器、弹簧减振器和阻尼器等。
此外，优化系统的结构设计也是降低振动的重要手段之一。
通过优化参数，如刀刃材料的选择、刀刃的长度和质量分布以及液压系统的设计等，可以使系统更加坚固、稳定和抗振能力更强。
同时，还可以考虑采用一些先进的材料和制造工艺来改进系统的振动特性。
最后，综合应用控制方法中所提到的减振器和结构优化设计，可以形成完善的控制策略来应对变桨系统的振动问题。
这些控制策略还可以与风力机组的其他控制系统相结合，实现整个系统的协调运行。
同时，通过对实际海上风力发电场的观测和实验验证，可以进一步优化和改进控制方法，为海上风力发电的可靠性和安全性提供更好的保障。
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风力发电机组变桨控制系统的研究
发表时间：2019-04-01T17:26:18.570Z 来源：《基层建设》2019年第1期作者：吴者
[导读] 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。
中广核新能源华南分公司德庆风电场广东省肇庆市
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。
在急停顺桨状态下，变桨系统是在风力发电机组的主控系统之外独立工作的，这样可以避免因风力发电机组的主控系统停止工作或是错误工作而不能急停顺桨Nordex、Vestas和其他世界知名制造商都有可变间距的风力涡轮机。
目前，可变螺距机制采用可变螺距风扇市场主要包括液压可变螺距机制和电动可变螺距机制，其中电动可变螺距机制分为直流电动可变螺距机制和交流电动可变螺距机制根据电动机电源的形式。
3、定桨距和变桨距风力发电机组
目前，风力发电机组的控制主要以调速为主。
在功率调节，风力涡轮机可以分为固定螺距风力涡轮机和变距风力涡轮机。
具有固定间距的风轮机的特点是叶片和轮套之间的连接是固定的。
当风速发生变化时，叶片的迎风角不会改变，即叶片的俯仰角度无法调整。
因此，定螺距风力机通常被称为失速型风力机。
这种方法限制了输入功率叫做失速控制。
这种情况下的失速调整基本上是相同的速度，但承受的载荷大，场出现功率与风速不匹配的情况。
早期的小机组多为此结构，国内的以金风750机组占主导地位。
现在的机组都为变螺距结构，其特点为：变桨系统接收风力发电机组主控系统的指令，调节、转动风机的叶片到指定角度来实现：额定风速以下，桨叶位置保持在0度附近，最大限度捕获风能，保证空气动力效率；达到及超过额定风速时，根据主控系统的指令调节叶片角度，保证机组的输出功率。
变螺距的结构输出功率稳定，可调节性能强，便于起动，机械结构受力小以及易控制变桨等安全等优点；但控制结构较复杂，容易发生变桨及其附属故障，维修工作量大。
显然，变螺距风力机具有更大的发展优势，因此，可变间距调节已成为大型风力涡轮机的最佳选择。
由于变螺距控制提供了更好的输出电能质量，每个叶片调节器的独立刀片控制技术可以被视为独立的刹车系统，可以独立调整。
经过调节发电机的转速，风力涡轮机的叶尖速度比可以接近最优值，为了最大程度地利用风能，提高发电机的运行效率，和操作在不同的风，风向和风速，从而增加了“网间友善”。
4、电变桨距机构
电动变螺距机构分为直流变螺距机构和交流变螺距机构。
直流电机驱动装置的命名是在改变转子的时候马达驱动的动力供应模式。
同样，驱动叶片旋转的电机也是由交流驱动的。
Desire和SSB目前在直流电源转换机制市场上占有很大的份额。
直流电动变叶轮最大的优势是在紧急情况下，电池不需要马达的伺服驱动系统直接驱动发动机，把叶片旋转至安全的地方。
交流转子为电机的伺服驱动系统提供动力，伺服驱动系统控制叶片旋转至一个安全的地方。
电动变量螺旋桨系统的硬件结构如图2所示：换螺旋桨系统主要由7个机柜组成3个轴机柜，对应于换螺旋桨主机柜的3个叶片。
变桨系统由三个变桨控制柜组成，每一个变桨控制柜控制一台变桨电机来控制一个桨叶的角度。
变桨系统的拓扑结构如下图。