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基于H_2/H_∞混合优化的大型风电机组变桨距鲁棒控制技术研究 被引量:5
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作者 刘颖明 朱江生 +3 位作者 姚兴佳 马奎超 王晓东 郭庆鼎 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期714-719,共6页
基于线性矩阵不等式(LMI)设计多目标鲁棒H2/H∞状态反馈变桨距控制器,并通过极点配置,保证闭环系统的动态和稳态性能。变桨距控制器设计时充分考虑了减缓传动链疲劳载荷,达到减小机组关键部件载荷的目的。使用FAST软件进行仿真,仿真结... 基于线性矩阵不等式(LMI)设计多目标鲁棒H2/H∞状态反馈变桨距控制器,并通过极点配置,保证闭环系统的动态和稳态性能。变桨距控制器设计时充分考虑了减缓传动链疲劳载荷,达到减小机组关键部件载荷的目的。使用FAST软件进行仿真,仿真结果表明新型控制策略可有效平稳风电机组输出功率并降低机组疲劳载荷,实现了优化H2/H∞鲁棒控制性能。 展开更多
关键词 变桨距控制 线性矩阵不等式 H∞鲁棒控制 H2控制 极点配置
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基于LMI的5MW海上风力发电机组载荷控制技术研究 被引量:7
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作者 姚兴佳 谢洪放 +2 位作者 朱江生 王晓东 刘颖明 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第1期44-48,共5页
当风速大于额定风速时,通过调节桨距角可以限制输入气动功率和风轮转速,使等效在低速轴上的发电机转速更好地跟踪风轮转速,从而减小低速轴扭矩,实现风机叶片、塔筒和传动链的动态载荷控制。文章基于线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequa... 当风速大于额定风速时,通过调节桨距角可以限制输入气动功率和风轮转速,使等效在低速轴上的发电机转速更好地跟踪风轮转速,从而减小低速轴扭矩,实现风机叶片、塔筒和传动链的动态载荷控制。文章基于线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)设计多目标鲁棒H_∞/H_2状态反馈变桨距控制器。设计变桨距控制器时充分考虑了海上机组的运行环境,分析了海浪对机组产生的影响,控制目标选取机组的功率和机组的关键部位疲劳载荷,在保证功率稳定输出、减小功率波动同时,减小机组载荷。使用MATLAB和FAST软件进行联合仿真,仿真结果表明新型控制策略可以有效平稳风电机组输出功率并降低机组载荷,实现了优化H_∞/H_2鲁棒控制性能。 展开更多
关键词 变桨距控制 线性矩阵不等式 H∞鲁棒控制 H2控制
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大型风力发电机组技术发展趋势 被引量:47
3
作者 陈雷 邢作霞 +1 位作者 潘建 钟明舫 《可再生能源》 CAS 北大核心 2003年第1期27-30,共4页
风力发电技术在20世纪90年代获得长足的进步,已发展成为新能源开发利用中最成熟的一门技术。并网型风电机组成为风电利用的最好形式,并向大型化方面发展。文章简要阐述了大型并网型风力发电机组在功率调节方式,发电机技术等方面的现状... 风力发电技术在20世纪90年代获得长足的进步,已发展成为新能源开发利用中最成熟的一门技术。并网型风电机组成为风电利用的最好形式,并向大型化方面发展。文章简要阐述了大型并网型风力发电机组在功率调节方式,发电机技术等方面的现状、发展趋势和研究方向。 展开更多
关键词 大型风力发电机组 发展趋势 变速恒频 恒速恒频 主动失速
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风力发电技术讲座(二) 风力机的工作原理 被引量:21
4
作者 姚兴佳 王士荣 董丽萍 《可再生能源》 CAS 2006年第2期87-89,共3页
关键词 工作原理 技术讲座 风力发电 风力机 气流速度 气流方向 压力下降 气流压力 叶片 作用力
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基于阻尼滤波的大型风电机组柔性振动控制技术 被引量:14
5
作者 邢作霞 刘颖明 +1 位作者 郑琼林 姚兴佳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1425-1431,共7页
主要针对如何减小机组载荷,增加阻尼的柔性振动控制技术进行研究。首先分析了引发大型变速变距风电机组振动的原因和各振动的激励源所在;然后针对1.5MW SUT-1500机组的设计进行可能存在的振动情况分析,并进行桨距、转矩阻尼滤波 PID 控... 主要针对如何减小机组载荷,增加阻尼的柔性振动控制技术进行研究。首先分析了引发大型变速变距风电机组振动的原因和各振动的激励源所在;然后针对1.5MW SUT-1500机组的设计进行可能存在的振动情况分析,并进行桨距、转矩阻尼滤波 PID 控制器的设计;最后在 Bladed 软件中进行仿真验证,得到塔架振动控制、传动链扭曲振动控制的有效方法。 展开更多
关键词 风电机组 阻尼滤波 柔性 振动控制 减小载荷
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双馈风电场新型无功优化分配策略研究 被引量:13
6
作者 李丽霞 姚兴佳 +1 位作者 王晓东 刘颖明 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1397-1404,共8页
提出一种新型的双馈风电场无功优化分配策略,以降低风电场整体损耗为目标,不仅考虑集电线路和风力机变压器的损耗,还考虑风力机内能量转换系统的损耗。同时,在进行无功优化分配时综合考虑风力机内无功分配方式对风力机能量转换系统损耗... 提出一种新型的双馈风电场无功优化分配策略,以降低风电场整体损耗为目标,不仅考虑集电线路和风力机变压器的损耗,还考虑风力机内能量转换系统的损耗。同时,在进行无功优化分配时综合考虑风力机内无功分配方式对风力机能量转换系统损耗的影响,提出一种新的风力机内无功控制方式。该文优化问题由内点法求解,包括风力机无功功率极限、母线电压、相角以及潮流平衡等约束条件。通过算例对所提出的控制策略进行仿真计算和分析,结果验证了所提无功优化分配策略的有效性,并分析得出使风电场损耗最小化的无功分配原理。 展开更多
关键词 风电场 双馈发电机 无功优化分配 最小损耗 内点法
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变速变距风力发电机组整机协调控制策略研究 被引量:9
7
作者 姚兴佳 邢作霞 +1 位作者 刘颖明 王晓东 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期639-644,共6页
针对变速变距机组的转矩控制、桨距控制以及整机的协调控制进行了研究。首先,通过模态线性化过程建模被控对象;然后针对机组运行的工作区域进行划分,并研究各区域的主要控制策略,主要针对区域2的PID转矩控制和区域3的桨距控制进行策略阐... 针对变速变距机组的转矩控制、桨距控制以及整机的协调控制进行了研究。首先,通过模态线性化过程建模被控对象;然后针对机组运行的工作区域进行划分,并研究各区域的主要控制策略,主要针对区域2的PID转矩控制和区域3的桨距控制进行策略阐述,在此基础上,对整机的协调控制策略规则进行阐述;最后进行整机控制的仿真和试验结果分析。 展开更多
关键词 风力发电机组 变速变距 协调控制 转矩控制 桨距控制
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风力发电技术讲座(一) 风力发电技术的发展与现状 被引量:14
8
作者 姚兴佳 王士荣 董丽萍 《可再生能源》 CAS 2006年第1期86-88,共3页
关键词 风力发电技术 技术讲座 现状 风能利用 多种形式 提水灌溉 开发利用 发展史 电能
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基于前馈补偿方位角权系数的分程独立变桨距控制研究 被引量:10
9
作者 姚兴佳 刘玥 郭庆鼎 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期532-539,共8页
依据风速特性及桨叶的空气动力学分析得到独立变桨距控制的基本控制规律,提出基于前馈补偿的方位角权系数分程独立变桨距控制,此控制方法采用方位角权系数分配分别对3个桨叶的桨距角进行调整,实现独立变桨距控制,然后根据前馈补偿理论... 依据风速特性及桨叶的空气动力学分析得到独立变桨距控制的基本控制规律,提出基于前馈补偿的方位角权系数分程独立变桨距控制,此控制方法采用方位角权系数分配分别对3个桨叶的桨距角进行调整,实现独立变桨距控制,然后根据前馈补偿理论对变桨距过程进行分程独立变桨距控制。在Matlab中进行仿真。仿真结果表明,该控制方法不仅可实现风力机的独立变桨,在稳定输出功率的同时减小桨叶的拍打振动,且可避免由于全程独立变桨距桨叶调节频繁所引起的电动变桨执行电机因过热损坏的问题。控制方法简单,更适合用于独立动作的电动变桨距执行机构。 展开更多
关键词 风力机 独立变桨距控制 前馈补偿 方位角权系数 分程变桨
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基于撬棒保护的双馈风力发电机组低电压穿越控制策略研究 被引量:6
10
作者 姚兴佳 董鹤楠 +2 位作者 刘颖明 戈阳阳 王海东 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第2期52-57,共6页
随着风力发电机组装机容量不断增大,在电网中的渗透率不断提高,电力系统在电网故障导致电压骤降时,对风力发电机组能够不间断运行的能力(低电压穿越能力)提出了更高的要求。文章依据辽宁电力有限公司电力科学研究院风力发电机组低电压... 随着风力发电机组装机容量不断增大,在电网中的渗透率不断提高,电力系统在电网故障导致电压骤降时,对风力发电机组能够不间断运行的能力(低电压穿越能力)提出了更高的要求。文章依据辽宁电力有限公司电力科学研究院风力发电机组低电压穿越抽检测试结果,利用德国电力系统仿真软件DIgSILENT/Power Fac-tory搭建了双馈风力发电机组,提出基于撬棒保护(crowbar protection)的控制策略以实现双馈风力发电机组低电压穿越功能,并通过仿真实验验证电网故障情况下双馈风力发电机组的不间断运行能力,将仿真结果与现场实际测试结果进行比较,验证风力发电机组的控制策略及模型的准确性。 展开更多
关键词 双馈风力发ca^tft 低电压穿越 撬棒保护 DIGSILENT
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基于坐标变换的独立桨距调节技术 被引量:4
11
作者 姚兴佳 李缓 +1 位作者 郭庆鼎 徐健 《可再生能源》 CAS 北大核心 2010年第5期19-22,共4页
针对因风的不对称性引起俯仰弯矩和偏航弯矩的问题,建立了大型风力发电机组独立变桨距控制所需的空气动力学模型。由于风轮空气动力学模型具有多变量、强耦合和时变的特点,首先对其施加一坐标变换,将其转换成线性时不变、非耦合的简单模... 针对因风的不对称性引起俯仰弯矩和偏航弯矩的问题,建立了大型风力发电机组独立变桨距控制所需的空气动力学模型。由于风轮空气动力学模型具有多变量、强耦合和时变的特点,首先对其施加一坐标变换,将其转换成线性时不变、非耦合的简单模型,简化了控制器的设计。最后,将风切变作为扰动输入量,针对一台1.5 MW风电机组设计了两个独立的PID控制器,并利用Matlab进行了仿真验证。结果表明,采用独立桨距调节技术能大大地降低风机的俯仰弯矩和偏航弯矩。 展开更多
关键词 风力发电机 俯仰 偏航 线性变换 独立变桨
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风力发电技术讲座(六) 风电场及风力发电机并网运行 被引量:5
12
作者 姚兴佳 王士荣 董丽萍 《可再生能源》 CAS 2006年第6期98-101,共4页
关键词 风力发电机 风电场 技术讲座 并网运行 风能资源 风力发电场 单机容量 布局方式
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风力发电机组机舱散热布局结构最优化方法研究 被引量:5
13
作者 马铁强 孙德滨 +1 位作者 苏阳阳 王士荣 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第5期721-726,共6页
为得到风力发电机组最优散热布局结构,首先在"下送尾排"式机舱散热布局结构的基础上,提出了"下送侧排"式、"侧送尾排"式和"侧送侧排"式3种机舱散热布局结构;然后通过改变送风口与排风口的位置... 为得到风力发电机组最优散热布局结构,首先在"下送尾排"式机舱散热布局结构的基础上,提出了"下送侧排"式、"侧送尾排"式和"侧送侧排"式3种机舱散热布局结构;然后通过改变送风口与排风口的位置,运用CFD软件对4种机舱散热布局结构进行温度场数值模拟,采用一种基于热源扰动的温度场均匀性评价新方法,运用MATLAB软件进行插值运算,得到4种机舱散热布局结构送风口与排风口的最佳位置;最后分别通过计算和分析"侧送侧排"式机舱的温度效率和温度场分布云图,进一步验证了"侧送侧排"式机舱有着良好的散热能力。该研究不仅为机舱外形结构设计及其通风散热性能设计提供了参考,同时也为其他机舱模型散热布局的最优结构提供了理论参考与借鉴经验,具有一定的实际工程价值。 展开更多
关键词 风力发电机组 散热布局结构 CFD 热源扰动 MATLAB 最佳位置 侧送侧排
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风力发电技术讲座(五) 风力发电机的选型、使用和维护 被引量:6
14
作者 姚兴佳 王士荣 董丽萍 《可再生能源》 CAS 2006年第5期99-102,共4页
关键词 风力发电机 技术讲座 选型 维护
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风电场低电压穿越测试方法对比研究 被引量:5
15
作者 董鹤楠 王刚 +1 位作者 邢作霞 姚兴佳 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第7期25-28,共4页
随着风电接入电网的比例增大,对电网安全稳定性的影响不容忽视,应避免因风电脱网造成大面积停电事故。根据国家电网公司对风力发电机组低电压穿越专项检查的开展,各省公司结合自身情况,开展低电压穿越抽检测试工作。本文结合辽宁省电力... 随着风电接入电网的比例增大,对电网安全稳定性的影响不容忽视,应避免因风电脱网造成大面积停电事故。根据国家电网公司对风力发电机组低电压穿越专项检查的开展,各省公司结合自身情况,开展低电压穿越抽检测试工作。本文结合辽宁省电力有限公司电力科学研究院低电压穿越测试成果,介绍设备测试及人工短路试验测试两种方法,并进行对比研究,为更好、更快地进行低电压穿越测试工作提供宝贵的经验,同时确保电网安全稳定运行。 展开更多
关键词 低电压穿越 人工短路 风力发电机组 风电场
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考虑尾流效应的风电场有功功率控制策略研究 被引量:4
16
作者 李丽霞 姚兴佳 +2 位作者 朱江生 王晓东 刘颖明 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第5期759-764,共6页
随着大型风电场的快速发展,由于尾流效应造成的风电场能量损失成为重要的问题。本文考虑风电场内的尾流效应,提出了优化的有功功率和桨距角曲线以降低独立机组的能量损失,从而达到风电场的总有功功率提升的目的。同时,通过挖掘风电机组... 随着大型风电场的快速发展,由于尾流效应造成的风电场能量损失成为重要的问题。本文考虑风电场内的尾流效应,提出了优化的有功功率和桨距角曲线以降低独立机组的能量损失,从而达到风电场的总有功功率提升的目的。同时,通过挖掘风电机组有功出力和尾流效应的关系,给出基于有功控制的尾流优化方法,建立了风电场有功出力优化模型。最后,基于某风电场的实际数据建立仿真模型来检验控制策略的有效性,并引入传统单机MPPT方案进行比对,结果证明提出的新型控制策略大大提高了整个风电场的有功功率,并且计算量小,优化方法简单,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 风电场 最大功率追踪 功率优化 尾流效应
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3MW双馈式风电机组变桨控制策略优化研究 被引量:3
17
作者 姚兴佳 侯世旭 +1 位作者 王晓东 刘颖明 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第2期30-33,共4页
随着风电机组单机容量的不断增大,风电机组零部件承受的载荷越来越大,电网对机组输出功率的品质也提出了更高的要求。文章在变桨PID控制技术的基础上,通过增加塔架阻尼器、低通滤波器和陷波器,并在变桨时使用变增益双PID控制器,使风电... 随着风电机组单机容量的不断增大,风电机组零部件承受的载荷越来越大,电网对机组输出功率的品质也提出了更高的要求。文章在变桨PID控制技术的基础上,通过增加塔架阻尼器、低通滤波器和陷波器,并在变桨时使用变增益双PID控制器,使风电机组在输出功率较为平滑的同时,降低关键部件的载荷。结合3 MW双馈式风电机组开发GH Bladed的外部控制器程序,并和广泛应用的PID控制器进行仿真比较。仿真结果表明,该研究提出的控制策略改善了风电机组输出功率的品质,降低了塔架等关键部件的载荷。 展开更多
关键词 风电机组 变桨控制 载荷
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VSC-HVDC在海上风电输电系统的应用研究 被引量:4
18
作者 姚兴佳 丁扬 郭庆鼎 《可再生能源》 CAS 北大核心 2012年第2期37-41,共5页
海上风电须进行远距离传输,大规模风电场采用直流输电技术的运营费用比交流输电技术低。为保证风能质量和电网稳定性,提出了应用VSC-HVDC直流输电技术,重点研究该直流输电系统的控制技术特点。在VSC-HVDC稳态数学模型的基础上,提出了用... 海上风电须进行远距离传输,大规模风电场采用直流输电技术的运营费用比交流输电技术低。为保证风能质量和电网稳定性,提出了应用VSC-HVDC直流输电技术,重点研究该直流输电系统的控制技术特点。在VSC-HVDC稳态数学模型的基础上,提出了用于该系统的闭环PI控制器,并辅以PSCAD/EMTDC建模仿真。仿真结果表明,该控制器简便有效,能够满足稳定运行的需求。 展开更多
关键词 VSC—HVDC 控制策略 PSCAD/EMTDC
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风电机组载荷计算的外部风速条件模拟研究 被引量:3
19
作者 陈雷 邢作霞 +1 位作者 隋红霞 谢赐戬 《可再生能源》 CAS 2008年第1期17-20,共4页
针对大型风力发电机组设计中的风速条件进行了模拟研究,利用Bladed软件进行了仿真和载荷计算,研究内容包括风切变、塔影、上风向尾流、三维湍流、瞬时风速等建模问题。结合沈阳工业大学承担"863"项目——SUT-1000 MW级变速恒... 针对大型风力发电机组设计中的风速条件进行了模拟研究,利用Bladed软件进行了仿真和载荷计算,研究内容包括风切变、塔影、上风向尾流、三维湍流、瞬时风速等建模问题。结合沈阳工业大学承担"863"项目——SUT-1000 MW级变速恒频风电机组的研制,进行了IEC标准下各级负载级别的载荷计算。 展开更多
关键词 风力发电机组 风条件 载荷计算
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变速风电机组仿真用数学模型研究 被引量:3
20
作者 刘光德 姚兴佳 +1 位作者 赵杨 邢作霞 《可再生能源》 CAS 2006年第2期52-54,共3页
针对变速风电机组仿真用数学模型进行了研究。介绍了变速风电机组各种发电机的仿真数学模型以及机组运行控制策略、发电功率输出控制策略和电网负荷等建模。该模型能对风电机组设计起到指导作用。
关键词 变速 风电机组 建模
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