风力发电系统的建模和仿真

概述了风力发电系统的建模和仿真方法,分析比较了它们的优缺点;介绍了多领域统一建模新方法,此方法为风电系统的性能仿真提供了有效工具,基于Modelica的工具软件,可以为风电系统的性能仿真提供统一的工具,让不同领域的仿真分析基于统一的模型,实现不同领域模型的无缝集成。     

离网小型风力发电系统的建模与仿真研究

进入21世纪后,人们对能源的需求越来越多,然而大量地开采和利用以煤、石油、天然气为主的一次能源不仅污染空气而且随着时间的推移它们会越来越少直到消耗完毕。能源又是人们赖以生存的基础,为了生存人们必须加大对新能源的研究。风能因为其清洁无污染而受到人们的青睐。研究小型离网风力发电系统的各个组成部分,并对其原理进行了分析。利用风力机和发电机的数学模型在MATLAB 2014b/Simulink中,建立了小型离网风力发电系统的仿真模型。仿真的结果表明：离网小型风力发电系统能够在恒定风速的情况下持续稳定地运行,并能够为负载提供稳定的电压供其正常地工作。     

典型风力发电系统技术研究

风能是一种清洁,安全,可再生的绿色能源,当前风力发电技术日新月异,单机容量不断提高,国内、国际总装机容量不断攀升。风力资源应用的最大困难就是其强度、方向的不稳定性,并且风力资源丰富地区一般远离用电稠密地区,因此,如何提高风电机组抗冲击能力、消除谐波污染、电源波动以及闪变,如何解决风能远距离输带来的一些列问题,就成为风力发电系统应用的重要研究课题。该文对风力资源特点及分布、风电发展趋势、国内外风电发展近况以及典型风力发电系统进行了综合论述及对比。     

变速恒频双馈异步风力发电系统建模及仿真

为研究变速恒频双馈异步风力发电系统,建立了包含风速、风力机和风力机控制部分、双馈发电机、双PWM变换器及双馈发电机机侧和网侧矢量控制变速恒频风力发电系统的动态数学模型;在Matlab/Simulink环境下,以建立相应的风力发电系统动态数学模型为基础搭建了变速恒频双馈异步风力发电系统仿真模型,并对转子侧等功率因素策略及定子侧功率解耦控制策略进行了仿真,仿真结果验证了数学模型及控制策略的有效性,整个系统模型的建立,为开展风力发电并网、低电压穿越及其他高性能控制策略研究打下基础,对于研制高性能的风电装置设备具有较好的参考价值.     

风力发电系统中储能技术的研究

本文主要从以下几个方面探讨风力发电系统中储能技术：一是风力发电储能技术概述,对风力发电储能技术的特点、作用和效果进行了分析;二是风力发电储能技术的应用,说明了储能设备的接入方法,并对主要的储能技术进行了分析,分别对集中式储能技术和分布式储能技术进行了详细的阐述,并说明了其应用方法。     

风力发电结构有限元建模及其地震响应分析

为研究不同精细程度的风力发电结构有限元模型在不同分析目的下的适用性,基于2MW三桨叶水平轴风力发电机,采用有限元软件ANSYS建立七种不同精细程度的风力发电结构有限元模型,以风力发电结构地震响应分析为例,得到各模型的响应结果,分别从变形、内力、应力以及应力集中四个方面分析各个模型的计算结果.研究结果表明：在计算风力发电结构的变形时,由于上部机舱及叶片对其影响较小,采用低阶单元即可得到较好的模拟结果;在计算塔底截面剪力和截面弯矩时,考虑机舱及叶片的有限元模型得到的结果较为精确,单元选择时需采用高阶实体单元;不考虑叶片、轮毂以及机舱得到的塔筒截面应力离散性较大,采用壳单元可较好地模拟塔筒截面应力;叶片、机舱等上部结构对门洞局部产生的应力集中影响较大,在计算时建议应用塔筒采用壳单元、门洞局部采用实体单元的多尺度模型进行模拟.     

开关磁阻风力发电系统非线性仿真研究

根据磁阻发电机的工作原理并结合最大风能捕获原理,搭建了开关磁阻发电机系统的非线性仿真模型。仿真结果验证了SRG非线性模型的正确性,系统输出电压能够快速、平稳建立,恒功率输出控制效果良好。在此基础上运用模糊控制策略设计模糊控制器。优化了电机转速。     

风力发电系统中储能技术的应用研究

风力发电储能技术主要是指将风力发电产生的电能储存起来,常用的储能设备包括电池及电容器等,以提高风力发电电能供应的稳定性,从而使得风力发电技术的应用更加广泛。随着风力资源应用水平的不断提升,储能技术的应用也得到了长足的发展。文章分析了风力发电储能技术的分类,并以某机组为例分析储能技术的具体应用。     

直驱型风力发电系统MPPT研究

基于中小功率风力发电系统中占空比扰动法实现最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)时,在最大功率点附近由于占空比不稳定而导致输出功率出现振荡的现象,提出了改进方法,即在最大功率点附近扰动时采用一种新的变步长方法,不断减小占空比扰动步长,直至稳定于最大功率点.利用Matlab/Simulink软件对系统进行仿真,结果验证了该方法的可行性以及该控制系统良好的快速性和稳定性.     

直驱式风力发电系统的仿真研究

对直驱式风力发电系统进行了相关研究,详细分析了风力发电系统中变换器模型,该系统由永磁直流电动机-发电机组、高功率因数整流器、全功率逆变器、滤波电路等组成,用直流电动机的端电压随时间变换引起的电机转速变化来模拟工程现场的风速变化,利用saber软件建立了整个仿真系统,并分析了整个系统中变换器的控制方式,仿真结果表明系统能够在不同风速下稳定运行,系统输出的电压近似正弦,谐波含量小,电能质量较高,同时也证明了系统模型的正确性和控制方式的有效性。     

瑞典研制出新型风力发电系统

瑞典ＡＢＢ公司已研制出一种可以提高风力发电能力、大幅度降低发电成本的新型风力发电系统。据报道 ,新系统由新型高压发电机、直流变压系统和直流电缆组成。其特点是高压发电机直接产生的高压电流 ,通过新型直流电缆输入直流变压系统处理后便可输入普通电网 ,无需再通过普通变压器进行变压处理。据测算 ,新系统至少可将风力发电站的发电能力提高 2 0 % ,使发电成本大幅度降低。瑞典有关部门已计划使用这种新技术来建造风力发电站。第一座新型风力发电站预计于 2 0 0 2年建成发电瑞典研制出新型风力发电系统     

风力发电系统最大功率点跟踪控制策略研究

为了最大限度地捕获到风能,变速风电系统一般采用最大功率点跟踪（MPPT）的控制策略.MPPT有三种控制方法：即最佳叶尖速比控制、功率信号回馈控制和爬山搜寻控制.前两种方法需要准确测量风速或需要事先测量风力机功率曲线,在实际执行中存在困难,爬山搜寻法与风轮的空气动力学特性没有关系,并且可以用软件来实现.着重研究了爬山搜索...     

风力发电系统的随机响应

通过对风力发电系统引入参激和外激建立随机系统,依据随机平均法,得到Ito^随机微分方程.根据Ito^随机微分方程得出其FPK方程并通过概率流求得其解,其稳定性分析依据最大Lyapunov指数.在参数数值模拟下得到其平稳概率密度函数与联合概率密度函数,讨论了系统的随机分岔现象.     

永磁同步并网风力发电系统双模块控制研究

针对永磁同步并网风力发电系统,研究了一种双模块控制系统。MPPT控制模块在整流器和逆变器之间设置Buck变换器,使用优化后的最优梯度-爬山法策略控制Buck变换器占空比。并网逆变控制模块采用直流母线电压瞬时值外环及并网电流瞬时值内环的双环控制策略,通过外环电压PI控制得到指令电流,进而采用PI瞬时电流控制经逆变器和LCL型滤波器得到并网输出电流。仿真实验波形表明,MPPT控制模块能够快速、稳定地跟踪最大功率。逆变器输出符合并网要求,控制效果具有较好的稳定性和动态特性。     

双馈风力发电系统最大风能追踪控制研究

文章分析了国内外风力发电技术的发展现状,研究了双馈异步风力发电机组最大风能捕捉方案,研究了由风力机、传动系统、双馈异步发电机以及双PWM变换器等模块组成的风力发电最大风能追踪控制系统。风力机采用变桨距控制,双馈异步风力发电机采用变速恒频技术,发电机采用功率外环、电流内环的双闭环控制,利用定子磁链定向矢量控制实现有功功率和无功功率的解耦控制。并研究了双馈异步风力发电控制的硬件系统和软件系统,硬件系统由主电路、控制电路和驱动电路组成,软件系统研究了网侧和转子侧的控制流程图。基于Matlab/Simulink软件进行了建模仿真,仿真结果表明,系统具有较好的控制效果,可实现最大风能控制。     

试验机系统建模的研究

对PWS-100型电液伺服动静万能试验机主机部分进行了测绘，建立了主机部分的力学模型，列出了各联系部件的拉氏方程组，在此基础上，建立了整个试验机系统的传递函数模型。     

知识系统建模框架研究

以PSM和本体为核心，构筑了知识系统建模框架，将知识系统结构要素分为需求本体、概念本体、方法本体、控制知识和解释知识，并用面向目标的黑板控制模型有效地将以上诸要素加以集成，将概念本体和方法本体溶入多主体的建模中．并探讨了本体维护和管理的方法．     

变速恒频风力发电系统中的风力发电机组研究

论文对目前并网运行的变速恒频风力发电系统和恒速恒频风力发电系统做了分析比较,得出了变速恒频风力发电的优越性;比较了变速恒频风电系统中使用的四种发电机组,其中双馈感应发电机及永磁直驱同步发电机具有较好的应用前景。     

基于预期SVM-DTC的双馈风力发电系统研究

针对双馈风力发电机的传统直接转矩控制(DTC)会造成转矩和磁链的波形脉动的问题,提出一种基于预期空间电压矢量的双馈风力发电机直接转矩控制,利用矢量控制连续平滑和直接转矩控制快速响应的特性,补偿风速变化引起的扰动,提高系统的动态性能和稳定性。仿真结果表明,对于风速变化,基于预期SVM-DTC的双馈风力发电机在磁链轨迹、转速响应与调节、转矩跟随与脉动抑制以及电压波动等方面的控制性能都优于传统DTC。     

风力发电非并网系统的模型试验

为解决风电在电网中的贡献率难以超过10%的世界性难题,针对风的高度不稳定性导致风电大幅度波动这个原因,提出发展非并网风电的新思路,即大规模风电不并入电网,直接应用于一系列能适应风电特性的终端用户.通过模型试验对非并网风电直接应用于氯碱和电解铝生产的可行性进行研究.试验结果表明,氯碱和铝电解生产均能较好地适应风电特性,生产过程中的电压或电流波动,只影响产品的产量,不影响产品的质量和工艺流程;双路供电时,网电自动为风电补充,保证了电解槽的稳定生产.利用非并网风电进行大规模工业化生产具有很大可行性.