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基于泛模型的风轮不平衡载荷控制

太阳能学报 2012年第2期33卷 215-220页

作者：王晓东姚兴佳沈阳工业大学沈阳110023

针对大型变速变桨风电机组风轮的非线性特征和难以建立精确模型的问题,设计了一种基于泛模型的风轮不平衡载荷自适应控制器。根据传感器测量的叶根载荷,对3个叶片进行独立变桨控制,通过3个叶片的桨距角差异来减小风轮的不平衡载荷。在... 详细信息

针对大型变速变桨风电机组风轮的非线性特征和难以建立精确模型的问题,设计了一种基于泛模型的风轮不平衡载荷自适应控制器。根据传感器测量的叶根载荷,对3个叶片进行独立变桨控制,通过3个叶片的桨距角差异来减小风轮的不平衡载荷。在此基础上,以双馈变速变桨机组为对象,通过仿真对该控制器进行了测试,结果表明该方法用于减小风轮的不平衡载荷是可行且有效的。

关键词：风力发电风电机组载荷控制变桨控制

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永磁外转子风力发电机的逆变并网特性

沈阳工业大学学报 2009年第6期31卷 628-632,665页

作者：姚兴佳田雷邢作霞沈阳工业大学风能技术研究所沈阳110023

为了提高风力发电机并网运行性能,提出一种符合大功率直驱并网永磁风力发电机要求的变流器电路拓扑结构.针对现有永磁直驱风力发电系统并网方案,设计了不可控整流、升压斩波、正弦脉宽调制SPWM逆变电路的控制方案,并对电路中升压斩波电... 详细信息

为了提高风力发电机并网运行性能,提出一种符合大功率直驱并网永磁风力发电机要求的变流器电路拓扑结构.针对现有永磁直驱风力发电系统并网方案,设计了不可控整流、升压斩波、正弦脉宽调制SPWM逆变电路的控制方案,并对电路中升压斩波电路和SPWM逆变控制系统结构进行了重点分析.采用Matlab/Simulink软件进行系统并网仿真,结果表明,该控制方法可满足风力发电机运行的需要,证明了该方法的可行性和正确性.

关键词：外转子直接驱动逆变器正弦脉宽调制升压斩波永磁发电机风力发电 Simulink仿真

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双馈风电机组传动系统扭振抑制自抗扰控制

电工技术学报 2012年第1期27卷 136-141页

作者：姚兴佳王晓东单光坤刘姝沈阳工业大学新能源工程学院沈阳110023

扭振是造成风电机组传动系统零部件疲劳损伤的主要原因之一。为了通过控制减小风电机组传动系统疲劳载荷,本文在分析风电机组传动系统中非线性不确定因素作用的基础上,设计了一种扭振抑制自抗扰控制器。该控制器将传动系统中的非线性不... 详细信息

扭振是造成风电机组传动系统零部件疲劳损伤的主要原因之一。为了通过控制减小风电机组传动系统疲劳载荷,本文在分析风电机组传动系统中非线性不确定因素作用的基础上,设计了一种扭振抑制自抗扰控制器。该控制器将传动系统中的非线性不确定因素作用和外界扰动归结为系统总扰动,通过扩张状态观测器进行实时估计,并在发电机转矩控制中给予补偿,增强了控制器的适应性和鲁棒性。以3MW双馈风电机组为控制对象的试验结果表明,该控制器可以在不影响机组发电量的前提下抑制传动系统扭振,明显减小齿轮箱的转矩波动,从而减轻扭转载荷对主要零部件的疲劳损伤。

关键词：风电机组扭振抑制自抗扰控制扩张状态观测器

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兆瓦级风力发电机组的稳定性分析

太阳能学报 2008年第7期29卷 786-791页

作者：单光坤王晓东姚兴佳张晨晨沈阳工业大学风能技术研究所沈阳110023

建立了风轮转子/塔架系统的运动方程,并通过对该方程进行解耦分析得到了机组的振动模态。在对兆瓦级风力发电机组的振动模态计算、分析的基础上,给出了系统固有频率的最低点;系统工作转速与系统固有频率的交汇点;塔架的半径、壁厚与系... 详细信息

建立了风轮转子/塔架系统的运动方程,并通过对该方程进行解耦分析得到了机组的振动模态。在对兆瓦级风力发电机组的振动模态计算、分析的基础上,给出了系统固有频率的最低点;系统工作转速与系统固有频率的交汇点;塔架的半径、壁厚与系统固有频率的关系。以上研究对我国自主设计兆瓦级风力发电机组提供了一定的理论依据。

关键词：兆瓦级风力发电机组稳定性分析振动模态固有频率

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基于***风电机组轮毂的有限元分析

沈阳工业大学学报 2010年第6期32卷 620-624,643页

作者：姚兴佳杨立东单光坤沈阳工业大学新能源工程学院沈阳110023 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110023

风力发电机组中,轮毂承载着复杂的气动载荷,利用经典力学很难仿真其应力的大小及分布.为得到较精准的轮毂受力状态,基于有限元软件HyperMesh对SUT-3000风电机组轮毂模型进行较规则的六面体网格划分,并在模型中引入GAP单元,利用***/Nast... 详细信息

风力发电机组中,轮毂承载着复杂的气动载荷,利用经典力学很难仿真其应力的大小及分布.为得到较精准的轮毂受力状态,基于有限元软件HyperMesh对SUT-3000风电机组轮毂模型进行较规则的六面体网格划分,并在模型中引入GAP单元,利用***/Nastran作为分析平台对轮毂进行强度分析.静强度分析结果表明,轮毂的最大应力值(101 MPa)小于许用应力,其强度满足设计需要.六面体单元和GAP单元的使用,缩短了CPU的分析时间并获得了较平滑的应力和应变分布云图.

关键词：风力发电机组有限元轮毂强度分析六面体 GAP单元 HyperMesh软件 Pat-ran/Nastran软件

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变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术研究

中国电机工程学报 2003年第11期23卷 122-125页

作者：林成武王凤翔姚兴佳沈阳工业大学辽宁沈阳110023

双馈电机变速恒频(VSCF)风力发电系统,是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的。该文在分析双馈电机运行原理和励磁控制方法的基础上,设计和构建了基于80C196MC单片机的VSCF双馈风力发电机的励磁控制... 详细信息

双馈电机变速恒频(VSCF)风力发电系统,是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的。该文在分析双馈电机运行原理和励磁控制方法的基础上,设计和构建了基于80C196MC单片机的VSCF双馈风力发电机的励磁控制试验系统。对变速恒频控制、恒压控制、并网控制以及亚同步速、同步速和超同步速三种不同运行状态之间的动态转换控制技术,进行了试验研究,为兆瓦级变速恒频双馈风力发电机励磁控制系统的设计奠定了基础。

关键词：双馈风力发电机励磁控制变速恒频转子绕组励磁电流风力发电系统单片机

基于前馈补偿方位角权系数的分程独立变桨距控制研究

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太阳能学报 2012年第4期33卷 532-539页

作者：姚兴佳刘玥郭庆鼎沈阳工业大学风能技术研究所沈阳110023

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... 详细信息

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。

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

基于HyperWorks 3MW风电机组轮毂的结构优化

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沈阳工业大学学报 2011年第6期33卷 623-628页

作者：姚兴佳杨立东单光坤沈阳工业大学新能源工程学院沈阳110023 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110023

为减轻轮毂质量、降低制造成本,在强度分析基础上,以HyperWorks作为分析平台,结合2种优化方法对轮毂进行结构优化,以优化结果为依据并结合实际设计经验重新建模,将***/Nastran作为分析平台对轮毂进行了极限强度分析.分析结果表明,优化... 详细信息

为减轻轮毂质量、降低制造成本,在强度分析基础上,以HyperWorks作为分析平台,结合2种优化方法对轮毂进行结构优化,以优化结果为依据并结合实际设计经验重新建模,将***/Nastran作为分析平台对轮毂进行了极限强度分析.分析结果表明,优化后轮毂的最大应力为125 MPa,变形值和应力值均满足设计要求,使得轮毂质量比原来降低了30.74%.基于HyperWorks的结构优化,不但能缩短设计开发周期、减少试验次数、节省设计成本,还能有效地减小模型质量,提高结构性能.

关键词：风电机组轮毂强度分析结构优化 HyperWorks软件 MSC.Patran/Nastran软件模型质量

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超单元法在轮毂有限元分析中的应用

沈阳工业大学学报 2011年第1期33卷 31-35页

作者：姚兴佳杨立东单光坤沈阳工业大学新能源工程学院沈阳110023 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110023

随着风电机组的大型化,轮毂的有限元分析模型也随之增大,使得计算机的分析效率降低,甚至无法求解.为缩减模型自由度,提高计算机求解效率和解算能力,采用超单元技术处理轮毂的有限元模型,并以***/Nastran作为分析平台对轮毂进行强度分析... 详细信息

随着风电机组的大型化,轮毂的有限元分析模型也随之增大,使得计算机的分析效率降低,甚至无法求解.为缩减模型自由度,提高计算机求解效率和解算能力,采用超单元技术处理轮毂的有限元模型,并以***/Nastran作为分析平台对轮毂进行强度分析.分析结果表明,超单元法与整体分析法相比较,求解的精度误差相对较小,而计算时间仅为原来的2/3,达到了提高分析效率,节省计算时间的目的.超单元法在很大程度上缩减了模型的自由度,减少了CPU每次运行的时间,提高了计算机解算的能力,并获得了对大型问题的解决能力.

关键词：风电机组有限元轮毂超单元 MSC.Patran/Nastran 整体分析强度分析自由度