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风力发电机组的控制技术第3版

丛书名：机械工业出版社高水平著作出版基金资助项目

2015年

作者：叶杭冶

本书主要介绍变速恒频风电机组的控制技术，简要介绍了风力机的空气动力学原理和能量转换原理，系统介绍了风电机组的特性，风电机组的并网技术，变速恒频风电机组的控制目标、控制策略和常用的控制方法及其控制器的设计方法，以及风电... 详细信息

ISBN: (纸本)9787111500179

本书主要介绍变速恒频风电机组的控制技术，简要介绍了风力机的空气动力学原理和能量转换原理，系统介绍了风电机组的特性，风电机组的并网技术，变速恒频风电机组的控制目标、控制策略和常用的控制方法及其控制器的设计方法，以及风电机组的状态监测与性能测试；讨论了独立变桨控制技术、自适应控制技术在风电机组上的应用，探讨了基于模糊逻辑的转速控制和风电机组的系统辨识。

关键词：风力发电机机组控制系统

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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大型风电机组独立变桨控制技术研究

太阳能学报 2011年第6期32卷 891-896页

作者：应有许国东潘东浩叶杭冶浙江运达风力发电工程有限公司杭州310012

通过对风力机简化模型的分析,推导出风力机的运动方程和输出方程;通过卡尔曼坐标变换将塔架前后运动方程和载荷输出方程所代表的线性时变系统解耦为线性时不变系统,在此基础上提出带3个独立控制环的独立变桨控制策略;利用"GH Bladed"软... 详细信息

通过对风力机简化模型的分析,推导出风力机的运动方程和输出方程;通过卡尔曼坐标变换将塔架前后运动方程和载荷输出方程所代表的线性时变系统解耦为线性时不变系统,在此基础上提出带3个独立控制环的独立变桨控制策略;利用"GH Bladed"软件对独立变桨控制策略进行仿真试验研究,仿真试验结果表明,采用独立变桨控制技术不但能实现转速控制功能,还能有效减小叶片根部挥舞力矩、轮毂倾翻力矩、偏航力矩的波动,从而能有效降低变桨轴承、主轴、轮毂、偏航轴承、塔架上的疲劳载荷。

关键词：风电机组独立变桨控制减少疲劳载荷坐标变换

基于功率解耦的额定风速附近发电优化控制研究

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电网技术 2019年第3期43卷 879-886页

作者：娄尧林蔡旭叶杭冶何立君上海交通大学风力发电研究中心上海市闵行区200240 浙江运达风电股份有限公司浙江省杭州市310012 海洋工程国家重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240

为了便于控制器实现,变速变桨风电机组通常把转矩控制与变桨控制分开设计,在额定风速以下时,通过转矩控制实现最大风能捕获;在额定风速以上时,通过变桨控制限制机组功率。因此在额定风速附近,转矩控制与变桨控制之间存在耦合问题,需进... 详细信息

为了便于控制器实现,变速变桨风电机组通常把转矩控制与变桨控制分开设计,在额定风速以下时,通过转矩控制实现最大风能捕获;在额定风速以上时,通过变桨控制限制机组功率。因此在额定风速附近,转矩控制与变桨控制之间存在耦合问题,需进行解耦,这是变速变桨控制算法设计难点。在分析了当前的解耦控制策略在额定风速附近风能损失问题之后,基于追求发电优化的目标,提出了一种功率解耦的控制方法,该方法较好地解决了额定风速附近功率损失与控制器误动作问题,而且在阵风工况下,可适当提前变桨动作,防止机组功率与转速超调。仿真与现场测试证明,该控制策略具有逻辑实现简单的优点,易于风电行业推广,有较高的实际工程意义。

关键词：发电优化控制转矩控制变桨控制功率解耦控制

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风力发电机组的控制技术

作者：叶杭冶

来源：南通市图书馆图书评论

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基于转矩随动控制的风电机组最优发电研究

电工技术学报 2018年第8期33卷 1884-1893页

作者：娄尧林蔡旭叶杭冶何国栋风力发电研究中心(上海交通大学电子信息与电气工程学院) 上海200240 风力发电系统国家重点实验室(浙江运达风电股份有限公司) 杭州310012 海洋工程国家重点实验室(上海交通大学) 上海200240

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... 详细信息

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。

关键词：最大风能捕获最佳叶尖速比转矩随动控制比例积分控制器

基于历史运行数据的风电机组风向标测量误差校准方法

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太阳能学报 2020年第3期41卷 52-58页

作者：王欣吴根勇潘东浩应有叶杭冶浙江运达风电股份有限公司杭州310012 风力发电系统国家重点实验室杭州310012 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014

为消除风电机组风向标测量误差对偏航控制精度的影响,减少因偏航误差过大造成的发电量损失,提出基于历史运行数据的风向标测量误差校准方法。首先采用改进的DBSCAN聚类算法清洗数据样本,然后通过消除多余影响因素、双调和样条插值及发... 详细信息

为消除风电机组风向标测量误差对偏航控制精度的影响,减少因偏航误差过大造成的发电量损失,提出基于历史运行数据的风向标测量误差校准方法。首先采用改进的DBSCAN聚类算法清洗数据样本,然后通过消除多余影响因素、双调和样条插值及发电性能量化等分析方法辨识出风向标的测量误差,最后根据辨识结果对偏航控制系统零位参数进行修正。现场实验表明,该方法能够有效校准风向标的测量误差、提升机组的发电性能,风向标测量误差大于3°时,校正后风电机组的理论年发电量能够提升1%以上。

关键词：风电机组偏航误差 DBSCAN 风向标双调和样条插值发电性能

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三相不对称负载信号的频率检测法

电力电子技术 1994年第4期28卷 47-49页

作者：叶杭冶陈龙根浙江省机电设计研究院

三相不对称负载信号的频率检测法浙江省机电设计研究院叶杭冶，陈龙根ＡＭｅｔｈｏｄｆｏｒＤｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆＴｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌＬｏａｄＳｉｇｎａｌｓ１系统框图与电路简... 详细信息

三相不对称负载信号的频率检测法浙江省机电设计研究院叶杭冶，陈龙根ＡＭｅｔｈｏｄｆｏｒＤｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆＴｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌＬｏａｄＳｉｇｎａｌｓ１系统框图与电路简介１．１系统框图三相不对称负载的频...

关键词：三相不对称负载频率检测

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变速变桨风电机组阵风控制策略

电力自动化设备 2016年第12期36卷 24-28,62页

作者：娄尧林叶杭冶蔡旭吴晨曦上海交通大学电子信息与电气工程学院风力发电研究中心上海200240 浙江运达风电股份有限公司风力发电系统国家重点实验室浙江杭州310012 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240 杭州电子科技大学自动化学院浙江杭州310018

本着在阵风工况下,变桨控制器提前动作与快速动作的原则,结合变速变桨控制算法基本结构,在基本变桨控制器上增加功率桨距角发电机转速控制环,使桨距角能够在额定功率以下提前动作;在桨距角发电机转速控制环的比例项中增加非线性增益因子... 详细信息

本着在阵风工况下,变桨控制器提前动作与快速动作的原则,结合变速变桨控制算法基本结构,在基本变桨控制器上增加功率桨距角发电机转速控制环,使桨距角能够在额定功率以下提前动作;在桨距角发电机转速控制环的比例项中增加非线性增益因子,使得变桨控制能在阵风下快速动作。仿真分析与现场测试结果表明,这2个阵风控制策略能有效地抑制与减少风电机组发电机由于超速带来的停机,一定程度上可以提高风电场发电量,降低风电机组机械载荷,提高电网稳定性。

关键词：风电机组极限阵风超速保护变桨双积分控制比例非线性增益因子

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大型风力发电机组独立桨叶控制系统

太阳能学报 2005年第6期26卷 780-786页

作者：林勇刚李伟陈晓波顾海港叶杭冶浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州310027 杭州前进齿轮箱集团有限公司杭州311203 浙江省机电设计院风电所杭州310002

设计出独立桨叶控制系统的机构方案,依据空气动力学分析,提出模糊控制结合以桨叶空间方位角作为主体因素的加权系数的控制策略,建立了系统模型,仿真结果表明,在风速高于额定风速时,作用在桨叶上的负载波动大为减小,输出功率维持在额定... 详细信息

设计出独立桨叶控制系统的机构方案,依据空气动力学分析,提出模糊控制结合以桨叶空间方位角作为主体因素的加权系数的控制策略,建立了系统模型,仿真结果表明,在风速高于额定风速时,作用在桨叶上的负载波动大为减小,输出功率维持在额定功率附近。

关键词：风力机独立桨叶控制统一桨叶控制模糊控制权系数