登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
作者:孔朝志,付小林,冯永刚
摘要:介绍了兆瓦级变速变桨距风力发电机组控制算法的实现过程,根据风机的非线性特征,提出了一种通过模型线性化和状态空间方程最小实现整定控制算法参数的方法。再利用MATLAB/Simulink强大的数值计算功能对主要控制环节进行设计及参数调整,并通过BLADED外部控制器模块对完整的控制算法进行了仿真研究。与常规控制算法相比,使用该方法设计的参数在控制过程中同时兼顾到风机的动态特性与稳定性,有效提高机组的运行性能。
关键词: 风力发电机组; 变速变桨距;控制算法;参数整定;仿真
0 引言
随着风力发电机组单机容量的不断增大,变速变桨距控制技术已经成为当前风电机组控制的主要方式,利用该技术可以提高捕获风能效率,获得最佳能量输出。风机的运行环境是复杂多变的,对风电机组动态过程的控制,首先需要建立其非稳态气动力模型,然后利用该模型来设计整机控制策略,最后再借助相关软件对风机整个运行过程进行动态仿真。不仅要实现功率输出最大化,还应该尽可能减小风机相关部件的载荷[1-3]。
因此,本文通过对大型变速变桨距风力发电机组动态特性的分析,提出一种以获取最大能量转换效率为目的的控制算法,该算法能同时兼顾到控制过程良好的动态特性与稳定性,并将机组结构在自然风作用下引起的动力学问题及其疲劳影响程度降到最低。
1 风力发电机组模型
1.1 风力发电机组动态特性分析
风力发电机组的动态特性是构成机组各部件的动态特性的总和,它包括风轮的空气动力学特性和结构动力学特性、传动链动态特性、发电机动态特性及控制系统动态特性,如图1所示。
已设计定型的风力发电机组,其动态特性是确定的,即对于任何给定的输入,它有一个确定的输出响应。如果输入是恒定的,我们可以通过设计,使得系统具有最佳输出;如果输入是变化的,我们希望系统能根据变化来进行适当的调整,使系统保持最佳输出。控制系统的目的就是尽量保持系统的输出在所期望的范围之内。
图1 风力发电机组的动态特性
1.2 模型线性化
风力发电机组是一个非线性的复杂系统,直接采用其非线性模型进行控制设计,有较大的难度,控制效果会不太理想。因此,控制算法实现的起点是建立风机动态特性的线性化模型[4],在此基础上再评估设计的控制算法的性能和稳定性。通常,在应用于实际风电机组之前,控制器要进行三维湍流风输入的仿真验证。当变速变桨距风力发电机组在额定风速以下运行时,通过PI控制器得到给定转矩便可实现平滑控制,转矩控制器的线性化模型也比较简单。必须包括传动链的旋转动态特性,其他动态特性可以忽略。对于变桨控制器的线性化模型,至少应包括以下动态特性:转子和发电机的旋转、塔筒的前后振动、速度传感器响应、变桨执行机构响应等。
BLADED是广泛应用于风电行业的专业设计软件,具有非常强大的计算和仿真功能。其中,软件的模态线性化模块使用了叶片和塔架结构动力学的模态表示法,能有效建立风力发电机组动态数学模型。因此,利用BLADED软件可以进行模型线性化计算[5],具体的参数设置如下图所示。
a 模态分析参数
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
近日,由东方风电自主研发的5千瓦垂直轴风力发电机组在海南儋州基地完成吊装调试,成功并网运行。此次安装的垂直轴风力发电机组相较传统风电机组高度降低、结构形式从简;风机转速较低,叶尖速比低,运转中产生的噪声较小;可以应用于城市公共照明、通信基站、海上平台、边防哨所等离网区域;具有全面
近日,随着首批垂直轴风力发电机组的调试完成,海南洋浦海上风电产业园1.31兆瓦风光互补项目分散式风力发电机组模块顺利发电。为将海南洋浦海上风电产业园打造成为零碳示范园区,大唐海南海上风电事业部依托海上风电产业园建设,同步建设“风光氢储充”一体化零碳产业园,探索形成适合智能制造园区的新
10月31日,随着FJ20风机第三支叶片与轮毂成功对接,华润峡江二期100MW风电项目(以下简称“峡江二期项目”)首台风机吊装顺利完成,标志着该项目又一里程碑节点圆满实现,为顺利并网发电奠定了坚实的基础。峡江二期项目单支风机叶片长98米,重26吨,超长、超重叶片的运输和吊装是项目建设的两大难题。
近日,中国能建东电二公司承建的大唐龙江北兴150兆瓦风电项目升压站主变压器核实无误后落台,完成就位工作。该项目位于黑龙江省齐齐哈尔市龙江县鲁河乡,装机容量达150兆瓦,计划安装24台风力发电机组,并新建一座220千伏升压站。为确保主变压器顺利抵达现场并安装就位,项目技术管理人员提前制定了科
近日,《华润电力京山三期100MW风电项目风力发电机组(含塔筒)货物及服务》、《华润新能源阜新富胜300MW风电项目风力发电机组(含塔筒)货物及服务》采购招标,总装机达400MW。详情如下:华润电力京山三期100MW风电项目风力发电机组(含塔筒)货物及服务采购招标公告招标公告SZBGG2024100066号一、项
北极星风力发电网获悉,华能蒙东公司巴林右旗等7个风电项目共计1044.25MW风力发电机组及其附属设备集中采购启动预招标,公告如下:(招标编号:HNZB2024-10-1-074)1.招标条件华能蒙东公司巴林右旗等7个风电项目共计1044.25MW项目已由项目审批机关批准,项目资金为企业自筹,招标人为中国华能集团有限公司
10月16日,华电重工发布关于重大合同的公告,公告指出,全资子公司重工机械与明阳智慧能源集团股份公司签署了《内蒙古通威硅能源绿色供电项目风力发电机组项目塔筒及其附件采购合同》,合同金额约为2.07亿元人民币(含税)。据悉,合同标的为100台风力发电塔筒及其附件,履行期限为2024年12月完成全部
10月12日,中国能建山西电建承建的湖南道县洪塘营67.5兆瓦风电项目11台风机全部吊装就位,为实现项目并网发电目标奠定了坚实基础。该项目位于湖南省永州市道县东南部洪塘营瑶族乡,安装10台单机容量6.25兆瓦和1台单机容量5兆瓦的风力发电机组。项目建成投产后,每年可为电网提供清洁电能156379.95兆瓦
近日,国家能源集团发布《国家能源集团2024年第二批2503.75MW风力发电机组集团级集中采购公开招标中标结果公告》,公告显示,明阳智能、国电联合动力、远景能源、金风科技分别中标上述项目。国家能源集团2024年第二批2503.75MW风力发电机组集团级集中采购公开招标中标结果公告根据招标公告,本次招标公
近日,国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)发布《关于批准发布铸造用生铁等195项国家标准和1项国家标准修改单的公告》,龙源电力参与编制的国家标准《漂浮式海上风力发电机组设计要求》(GB/Z44047-2024)获批发布,将于2024年12月1日正式实施,填补了我国漂浮式海上风电领域国家标准的空白
6月21日,三峡集团发布《内蒙古库布齐沙漠鄂尔多斯中北部新能源基地400万千瓦风电项目风力发电机组和塔筒设备采购项目公告》。公告显示,内蒙古库布齐沙漠鄂尔多斯中北部新能源基地400万千瓦风电项目风力发电机组和塔筒设备采购项目分为5个工程标段,5个工程标段分别对应5个风电场及6座升压站。其中第
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!