摘要：提高变速变桨风电机组的能效转化率是风电机组整机设计人员追求的重要目标。大型商业化机组中,通常采用转速-转矩查表法来实现最佳叶尖速比跟踪。由于受到发电机最小并网转速与额定转速的约束,查表法在这两个边界转速上,只能采用斜率较大的过渡曲线来表征转矩与转速的对应关系,这影响了输出功率的平稳性,缩短了最佳叶尖速区,减少了机组的发电量。提出一种转矩随动发电机转速变化的风电机组最优发电控制实现方法:在全风速运行范围内,基于一个统一比例积分(PI)转速转矩控制器,根据发电机转速,动态设定输出转矩限值的方法。该方法可解决风速的不可测量性、风速变化不可跟踪性等难题,实现额定风速以下最大风能捕获的控制目标。仿真分析与现场测试结果表明,该算法具有良好的稳定性与动态性能,提升了机组的能效转化率。该控制算法逻辑实现简单,易于风电行业控制器推广,有较高的实际工程意义。

摘要：针对变速恒频无刷双馈风力发电系统受风能不确定性和不稳定性影响的问题,分析风力机的运行特性及最大风能捕获的实质,将最大风能捕获问题转化为对发电机转速的控制问题,建立数学模型,利用L2范数对干扰信号加以限制。采用L2鲁棒控制方法设计控制器。L2鲁棒控制器的结构和参数都固定不变,并可以保证系统在不确定性影响最严重的情况下也能满足性能要求,使系统具有较强的抗干扰性。仿真结果表明,所设计的控制器使系统对参数不确定性及负载扰动具有较强的鲁棒性,并且能快速地跟踪风速,进而提高风能利用率。

摘要：为提高变速恒频无刷双馈风力发电系统转速控制的抗干扰能力,采用H∞/LTR设计方法,对求得的H∞状态反馈增益作回路整型,并对系统的输出反馈作回路传递恢复,使H∞输出反馈控制器回复到预先设定的目标回路,从而使系统的性能满足预先设定的设计目标,以达到增强鲁棒性的目的.仿真结果表明:当有参数变化或负载扰动存在时,所设计的H∞/LTR控制器使系统具有较强的鲁棒性,对给定的期望转速输入具有良好的快速跟踪性能,可实现最大风能捕获,提高风能利用率.

摘要：为了克服传统爬山法在实现最大风能捕获中存在的振荡等问题,更合理地提高风能利用系数,提出一种基于模糊控制的爬山法。通过对风力机特性进行分析,在传统爬山法思想的基础上设计了模糊控制器,并给出了模糊控制规则,采用模糊逻辑控制的思想来实现最大风能捕获,提高风能利用率。根据风力机特性建立风力机模型,并对15 kW的风电机组分别进行了基于模糊控制的爬山法与传统爬山法的Matlab仿真,对比了两种方法在实现最大风能捕获时的差别。仿真结果表明,基于模糊控制的爬山法能够克服在实现最大风能捕获中存在的振荡等问题,使风能利用系数保持在最大值附近,满足最大风能捕获的要求,进而验证了该方法的可行性与正确性,具有一定的工程实际意义。

摘要：风速变化具有不可预知性,会导致风电机组输出功率频繁波动,对电网质量产生影响;使用储能装置可以有效改善风电质量。通过在风电系统直流侧母线上并联超级电容储能装置,能实现对风电系统功率的调节,平滑功率轨迹曲线。设计了风电系统最大风能捕获、并网及储能系统功率平抑的整体控制策略,在Matlab/Simulink中搭建系统的仿真模型,仿真结果表明系统能实现前级BUCK最大风能捕获、网侧PWM逆变器单位功率因数并网和超级电容储能装置对风电系统并网功率的调节。实验结果表明所提控制策略的正确性。

摘要：对于变速恒频风力发电系统,采用基于定子电压定向的矢量控制简化双馈发电机模型,并在此基础上确定了最大风能捕获的控制策略。为了提高系统的鲁棒性和动态响应速度,将模糊控制技术引入双馈风力发电系统有功功率和无功功率解耦控制中。将功率控制系统分解为有功功率子系统和无功功率子系统,从而建立了风力发电机组完整的功率控制模型。采用Matlab/Simulink建立了各单元模型并进行仿真,仿真结果表明:所设计的模糊控制器成功实现了有功功率和无功功率的解耦控制,不仅能够实现最大风能捕获,使系统中具有很强的鲁棒性和适用性,而且设计方法简单,控制器容易实现。

摘要：在风速随机、间歇且不确定的风电场中,为实现风力发电机组最大输出功率的跟踪控制,使风力发电系统根据变化风速调节风机转子转速以达到跟踪控制目标。基于无刷双馈风力发电机abc三相静止坐标数学模型推导出电机三套绕组在α-β两相静止坐标系下的电压方程,并构建电机的欧拉-拉格朗日模型。从能量角度分析了无刷双馈风力发电系统中电气子系统与机械子系统的无源性,并设计无源性转速调节控制器。为降低电机变化参数对控制系统的干扰,在无源性控制器中注入变阻尼项以改善系统动态响应。为了验证该控制策略的有效性,结合矢量控制和恒阻尼注入在Matlab/Simulink平台上进行建模仿真对比,仿真结果表明该控制策略可快速跟踪转速期望值,具有更好的鲁棒性和动态响应。

摘要：为了解决矢量控制对电机精确参数的依赖性,将直接转矩控制策略应用到双馈风力发电机系统中,根据转子磁链和电磁转矩滞环比较器的逻辑输出以及扇区编号,在预先设计的表格中得到最优开关矢量,并将该矢量作用于转子绕组,实现对电磁转矩和转子磁链幅值的快速控制。并且在电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建了基于直接转矩控制的双馈风力发电系统,实现了最大风能捕获,满足了电网的无功需求。

摘要：在分析了PMSG(永磁同步发电机)风力发电系统数学模型的基础上,以额定风速以下风能的最大捕获为目标,采用最优跟踪控制方法在系统不同工作点处设计了最优跟踪控制器,采用了一种能够保证稳定性的差值方法以插值增益调度的形式构成PMSG风力发电控制系统,并在Matlab中建立了PMSG风力发电控制系统的仿真模型。仿真结果表明,最优跟踪增益调度控制方法在额定风速以下能有效实现风力发电机组的最大风能捕获。

摘要：针对变桨距并网型风力发电机组的最大功率跟踪及改善电能质量问题,采用新型无刷双馈电机构成风力发电机组,基于DSP控制的电力电子装置来改变无刷双馈电机控制绕组电流的频率、幅值、相位,设计了模糊控制器,使得额定风速以下时,根据风速变化,控制电机转速获得最佳叶尖速比,实现最大功率跟踪和变速恒频;额定风速及以上时,控制风轮的桨距角及风力机转速,调节叶尖速比,实现风力发电机组的恒功率输出及频率恒定。仿真结果表明,比传统PID控制器能更有效地减少振荡,较快地达到稳态,提高了风能转换系统的效率和质量。