【鹽城發(fā)電機出租】風(fēng)力發(fā)電機組的智能控制設(shè)計

時間：2021-04-23作者：山東中動電力工程有限公司瀏覽：110

風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的基本目標(biāo)分為3個層次。這就是保證可靠運行，獲取較大能量，提供良好的電力質(zhì)量。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)從定漿距發(fā)展到變槳距又發(fā)展到近年來采用的變速控制技術(shù)正是為了達到這一控制目標(biāo)。



傳統(tǒng)的變速控制模式需要首先建立一個有效的系統(tǒng)模型，而由于空氣動力學(xué)的不確定性和電力電子模型的復(fù)雜性，系統(tǒng)模型的確定不是件容易的事情。從已列出的那些可能影響風(fēng)力發(fā)電機組性能的誤差源和不確定性因素中，研究人員發(fā)現(xiàn)，由于雷諾數(shù)的變化會引起在功率上5%的誤差，而由于葉片上的沉積物和下雨可造成20%的功率變化，其他諸如老化和大氣條件等因素，也將在機組的能量轉(zhuǎn)換過程中引起不同程度的變化。因此所有基于某些有效系統(tǒng)模型的控制也僅適合于某個特定的系統(tǒng)和一定的工作周期。由于這些原因，基于模糊邏輯的智能控制技術(shù)于較近幾年被引入了風(fēng)力發(fā)電機組控制領(lǐng)域并受到研究人員的重視。



1 模糊邏輯控制



模糊邏輯控制是一種新穎的控制策略，與經(jīng)典的控制策略相比，模糊控制的優(yōu)勢在于模糊邏輯控制器*數(shù)學(xué)模型即可由控制器執(zhí)行其功能。不論是在非線性還是多變量系統(tǒng)中，特別是當(dāng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型未知或不確定時，都能產(chǎn)生令人滿意的效果。模糊邏輯控制器框圖如圖1所示。



模糊邏輯控制策略分5個步驟來實現(xiàn)：



1)輸人控制變量(文字控制變量);



2)通過適當(dāng)?shù)哪：龔膶俸瘮?shù)將文字控制變量模糊化;



3)通過基于規(guī)則的判定矩陣決定控制策略(試探規(guī)則);



4)通過設(shè)置模糊的集合形式將輸出的控制變量非模糊化;



5)反饋輸出信號，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器來控制風(fēng)力發(fā)電機組運行。



模糊邏輯控制器的參數(shù)



簡化的模糊邏輯控制器包括4個主要部分：



1)輸入接口;



2)判定規(guī)則矩陣;



3)推理引擎;



4)輸出接口。



⑴控制變量。模糊邏輯控制器用非線性圖形來描述從輸入變量到輸出變量的過程。控制器根據(jù)測量值來確定風(fēng)力發(fā)電機組運行條件，并根據(jù)判定規(guī)則矩陣選擇適當(dāng)?shù)膭幼鳌８鶕?jù)系統(tǒng)狀態(tài)，控制器在‘‘不動作”和“全動作”的范圍內(nèi)，以較度非線性的方式抑制波動?？刂破鞑⒉缓瑒討B(tài)部件，因此，它在理論上可以即時根據(jù)判定規(guī)則矩陣進行校正控制。



⑵從屬函數(shù)。如果x為一個目標(biāo)集合，則模糊集合A在x中是一組順序數(shù)對A={(x，μA(x))，x在X中且μA(x)為從x到[0，1]區(qū)間的映射}，式中，μA(x)被稱作是A中x的模糊從屬函數(shù)。定義模糊從屬函數(shù)時，代表模糊邏輯控制器文字變量的輸入控制變量，必須分成幾個部分。為給每一文字變量挑選屬性號，必須考慮到模糊邏輯控制器將根據(jù)4個輸入變量和它們的時間導(dǎo)數(shù)來決定系統(tǒng)特性趨勢。當(dāng)4個輸入變量維持在平衡點或在預(yù)先確定的范圍之內(nèi)時，可以通過適當(dāng)?shù)膹膶俸瘮?shù)來設(shè)計模糊邏輯控制器。為了滿足良好的設(shè)計要求，我們?yōu)檩斎胛淖肿兞?、它們的?dǎo)數(shù)和模糊修正定義了5個模糊集合。



⑶判定規(guī)則矩陣。一般說來，可以為每一個輸入變量定義共5×5=25個規(guī)則。但是，模糊邏輯控制器的應(yīng)用經(jīng)驗說明，往往只需利用其中的幾個規(guī)則，系統(tǒng)性能就可以得到很好的控制。判定規(guī)則以IF(A) AND(B) THEN(c)的形式進行公式化，其中，A、B是兩個前提，而c是結(jié)果。



⑷輸出控制變量。模糊輸出控制變量的確定實際上是一個非模糊化過程，將模糊修正集合轉(zhuǎn)化為輸入控制變量預(yù)定義運行范圍內(nèi)的真實值。



2 模糊轉(zhuǎn)速控制器的設(shè)計



2.1 模糊邏輯控制器設(shè)計



為了**在額定風(fēng)速以下運行時的最大功率。在風(fēng)力發(fā)電機組的變速恒頻運行中，采用了3個模糊控制器：模糊控制器A用于跟蹤不同風(fēng)速下發(fā)電機的較佳轉(zhuǎn)速從而優(yōu)化風(fēng)力機的氣動性能;模糊控制器B在低負載時調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)子氣隙磁通，從而優(yōu)化發(fā)電機的效率;模糊控制器C抵抗干擾，保證轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的魯棒性。



2.2 仿真與模擬研究



根據(jù)上述控制方案，用MATLAB/SIMULINK軟件進行仿真研究。MAT[AB/SIMULINK的Power system元件庫內(nèi)有很多包括發(fā)電機存內(nèi)的電氣器件模型，但沒有風(fēng)力機模型。根據(jù)風(fēng)力機特性和參數(shù)，可以建立風(fēng)力機的模型。



由于模糊隸屬函數(shù)與模糊控制規(guī)則的建立包含很多經(jīng)驗因素，初步的選擇可能并不能達到比較好的效果，因此在仿真過程中可以根據(jù)仿真結(jié)果對它們進行修改，以達到理想的結(jié)果。



采用模糊控制技術(shù)的優(yōu)點是明顯的，在它進行實時搜索的過程中不需要風(fēng)速信號，而且也不在乎系統(tǒng)參數(shù)的變化，對于噪聲和擾動于擾的也不敏感。對于風(fēng)力發(fā)電機組這樣的非線性時變系統(tǒng)是一種理想的控制方案。



2.3 模擬研究



為了評估模糊邏輯控制器的性能，將上述控制器用于實際運行的風(fēng)力發(fā)電機組。



分析模擬結(jié)果可以看出，模糊邏輯控制器表現(xiàn)了良好的動態(tài)特性?？刂撇呗缘闹饕繕?biāo)是設(shè)計一種對運行條件變化不太敏感的控制方案，而使用模糊控制，無論是在低速、常速還是高速條件下，都可以觀測到同樣的動態(tài)特性。特別是在較高風(fēng)況下，模糊邏輯控制器可以有效抑制系統(tǒng)的擾動，兼顧最大功率系數(shù)和良好的發(fā)電質(zhì)量。



3 采用智能控制的風(fēng)力發(fā)電機組模型



系統(tǒng)由一水平軸、可變槳距風(fēng)輪，通過增速器與同步發(fā)電機連接構(gòu)成。發(fā)電機與電網(wǎng)連接采用交-直-交變流器。在這個設(shè)計中采用了兩個控制環(huán)：



(1)內(nèi)部勵磁環(huán)，**額定風(fēng)速時它通過發(fā)電機勵磁電流控制電壓和轉(zhuǎn)矩。



(2)外部風(fēng)輪環(huán)，在風(fēng)速**額定風(fēng)速時控制最大功率。



風(fēng)力發(fā)電機組從控制系統(tǒng)角度來看可分為3個子系統(tǒng)：風(fēng)輪氣動特性、傳動系統(tǒng)動態(tài)特性和發(fā)電機整流器模型。



3.1 風(fēng)輪氣動特性



在系統(tǒng)中，我們假定可變距的槳葉是剛性的。這樣氣動特性可以用一個以平均風(fēng)速為輸入量的簡化模型來表達。



風(fēng)輪吸收的功率為



當(dāng)風(fēng)速**過額定風(fēng)速時，應(yīng)調(diào)節(jié)槳距角p來限制輸入功率。槳葉角度由一個機電調(diào)節(jié)器控制，該調(diào)節(jié)器的一階模型由下式表示： 式中τβ――調(diào)節(jié)器的時間常數(shù);βτ――節(jié)距角參考輸人。



系統(tǒng)的輸入量為風(fēng)速ν、槳葉節(jié)距角β和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速ω，輸出量娃風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩Tr。



3.2 傳動系統(tǒng)動態(tài)特性



根據(jù)風(fēng)輪氣動特性產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩Tr，作用于帶有慣性矩Jr的風(fēng)輪上。風(fēng)輪通過增速比為n的增速器連接到帶有慣性矩Jg的發(fā)電機上，發(fā)電機將產(chǎn)生――反轉(zhuǎn)矩Te。



3.3 發(fā)電機――整流器模型


系統(tǒng)中發(fā)電機采用三相同步發(fā)電機，有一勵磁繞組和二個阻尼繞組。整流器是一三相晶閘管整流橋，它將同步發(fā)電機產(chǎn)生的恒壓變頻的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。傳輸線路上有電阻尺和電感，在直流傳輸線路上有電阻和電感。假設(shè)逆變器是理想的，這樣整流器的輸出直流電功率全部被轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的三相交流電功率。由于這一假設(shè)不需要逆變器模擬。



山東中動電力工程有限公司專注于鹽城發(fā)電機,鹽城發(fā)電機出租,鹽城發(fā)電機租賃,鹽城出租發(fā)電機,鹽城租賃發(fā)電機,鹽城發(fā)電機維修,鹽城發(fā)電機保養(yǎng),鹽城發(fā)電機維保,鹽城發(fā)電機出租電話,鹽城租賃發(fā)電機電話等

• 詞條

  詞條說明

• 柴油發(fā)電機的基本原理

  發(fā)電機的基本上原理發(fā)電機的基本上原理根據(jù)電磁感應(yīng)定律和磁場力基本定律，用適度的導(dǎo)磁和導(dǎo)電性原材料組成相互之間開展電流的磁效應(yīng)的等效電路和電源電路，以造成磁感應(yīng)輸出功率，做到熱傳遞的目地。發(fā)電機就是指將別的方式的電力能源轉(zhuǎn)化成電磁能的工業(yè)設(shè)備，它由水輪發(fā)電機組、汽輪發(fā)電機、柴油機或別的動力設(shè)備推動，將流水，氣旋，然料點燃或原子核裂變造成的能量轉(zhuǎn)化為機械動能發(fā)送給發(fā)電機，再由發(fā)電機變換為電磁能。

• 【鹽城發(fā)電機保養(yǎng)】汽油發(fā)電機怎么保養(yǎng)？

  汽油發(fā)電機怎么保養(yǎng)？1、潤滑系統(tǒng)的檢查和保養(yǎng)：機組由于存在運轉(zhuǎn)部件多,運轉(zhuǎn)部件工作條件惡劣,大多數(shù)處在高溫、高沖擊載荷狀態(tài)下,需要潤滑的部位比較多,對潤滑系統(tǒng)的可靠性要求較為苛刻,因此要時刻注意檢查潤滑油系統(tǒng)的油質(zhì)情況、油位情況、油溫和油壓情況,注意離心濾清器和機油濾清器的清洗,避免出現(xiàn)因潤滑不良造成的機組零部件磨損加重,縮短機組零部件的使用壽命,從而加大維護工作量。2、空氣過濾器的檢查和保養(yǎng)：空

• 【鹽城租賃發(fā)電機電話】柴油發(fā)電機銘牌型號含義怎么看

  發(fā)電機的銘牌是電機制造廠向用戶介紹該臺發(fā)電機的特點和額定運行數(shù)據(jù)用的。銘牌上標(biāo)出的額定值及內(nèi)容在選配、使用和維護發(fā)電機方面都是非常重要的，放應(yīng)注意很好地去理解和掌握這些數(shù)據(jù)，下面將簡介同步發(fā)電機銘牌上常見的內(nèi)容和額定值。1.型號同步發(fā)電機的型號，一般來說應(yīng)能區(qū)別產(chǎn)品的性能、用途和結(jié)構(gòu)特征等，如前所述。2.相數(shù)同步發(fā)電機主要為三相或單相。3.額定功率指發(fā)電機在額定運行條件下所輸出的電功率。有的發(fā)電機

• 【鹽城租賃發(fā)電機電話】**柴油發(fā)電機內(nèi)部保護系統(tǒng)分類

  我們知道**柴油發(fā)電機組是由發(fā)動機、發(fā)電機和控制系統(tǒng)組成.**柴油發(fā)電機組**內(nèi)部系統(tǒng)您知道幾個,我們一起來看一下監(jiān)控系統(tǒng)主要由水溫傳感器、油壓傳感器、水溫高報警器、機油油壓低報警器、直流監(jiān)控器等組成主要監(jiān)控柴油機的工作狀態(tài)參數(shù)?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)具有遠程、本地起動/停機，發(fā)電機組保護等所有功能。進氣系統(tǒng)具有空氣/水冷中冷器的廢氣渦輪增壓進氣系統(tǒng)。潤滑系統(tǒng)采用變流量既有泵，優(yōu)化進入發(fā)動機的機油量