国家教育部博士点基金(20090191120005)
- 作品数：31 被引量：196H指数：9
- 相关作者：金鑫何玉林杜静李成武谢双义更多>>
- 相关机构：重庆大学重庆公共运输职业学院重庆广播电视大学更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：电气工程自动化与计算机技术动力工程及工程热物理机械工程更多>>
- 独立变桨控制对大功率风力发电机振动影响被引量：6
- 2013年
- 随着风力机功率的越来越大,结构越来越大,国产化风力发电机振动问题逐渐显现出来。以国产兆瓦级风力发电机组为依托,研究大型风力发电机组独立变桨距控制技术,并以此为基础研究独立变桨控制对大功率风力发电机振动影响。在研究了传统变桨距控制策略的基础上,提出基于线性二次型调节(LQR)和干扰自适应控制(DAC)技术的独立变桨控制策略。基于FAST和Matlab/Simulink软件平台对提出的控制策略与传统的变桨控制策略进行仿真比较。对一台5MW机组的仿真研究结果表明,分析结果与统一变桨比较,通过独立变桨,风力机结构的各项振动加速度幅值均有较大程度下降,能够有效降低风力发电机振动,进而可以提高设备可靠性和延长设备使用寿命,降低维护成本。
- 金鑫钟翔何玉林韩花丽
- 关键词：振动
- 失速型风力发电机的建模与仿真研究被引量：1
- 2012年
- 研究风力发电机系统优化控制问题,对风力发电进行设计,应通过风能带动发电机发电。但风力发电机组模型存在高阶、非线性问题,考虑因素很多。传统方法缺乏总体性能分析。为解决上述问题,建立了包括风力发电机组气动性能、传动系统部分和感应电机部分的一种新的较完善的失速型风力发电机组的动态数学模型。应用在MATLAB软件上,以数学模型为基础搭建了失速型风力发电机组数字仿真模型。并以稳态风速和动态风速为例,对600千瓦失速控制型风力发电机组进行了仿真计算。试验结果表明模型的正确性,为风力发电机组的进一步优化设计和优化控制等均提供了科学依据。
- 张晓峰金鑫
- 关键词：风力发电机组动态特性仿真
- 大型风力发电机转矩LQR控制及载荷优化被引量：19
- 2013年
- 传统的风力发电机的控制方法在高于额定风速时,采用变桨距限制风轮转速,同时采用恒定的转矩控制电机转矩。恒定的电机转矩导致风力发电机传动链扭转阻尼比很小,使传动链扭矩大幅度的波动,甚至引起风力机结构的共振。针对该问题,建立了传动链基于状态空间的线性化模型,采用LQR(Linear Quadratic Regulator)方法设计风力发电机的转矩控制器,将传动链一阶扭转模态对应的闭环极点向虚平面的左侧移动,实现对传动链进行动态加阻。采用FAST的计算模块获得了风力发电机传动链的线性化状态空间模型,采用Matlab7.1/Simulink进行控制器设计并与FAST进行联合仿真。结果表明提出的控制方法有效地提高了传动链的阻尼,降低了风力发电机组关键零部件的载荷。
- 金鑫钟翔谢双义罗敏何玉林杜静
- 关键词：风力发电机转矩控制LQR
- 水平轴风力机主轴与轮毂联接螺栓数值分析研究被引量：11
- 2016年
- 针对水平轴风力发电机轮毂与主轴法兰连接处螺栓所受极限载荷问题,基于VDI 2230螺栓连接准则,提出等效梁法,并以此建立螺栓轴向及径向刚度数学模型,重点对螺栓连接的螺纹啮合区进行理论分析,计算螺纹受力以及实际工况下螺栓的等效应力。采用有限元理论对MW级风力机法兰连接处螺栓在ANSYS中进行强度分析,有限元结果与理论分析结果基本一致。研究为螺栓连接强度分析提供了新思路。
- 杜静唐与韩花丽周云鹏龚国伟
- 关键词：强度分析
- 大功率风力发电机在全工况下的独立变桨距控制策略研究被引量：5
- 2015年
- 研究在全工况下如何通过独立变桨距来减小机组关键零部件的疲劳载荷,考虑风剪造成的1 P不平衡载荷,采用LQR方法设计风力发电机的独立变桨距控制器,由于单纯采用基于状态空间的独立变桨距控制导致系统鲁棒性较差,因此引入带增益调度的统一变桨距控制,在统一变桨距的基础上附加独立变桨距。以5 MW变速变桨距风力发电机组为验证对象,基于NREL开发的FAST软件与Matlab 7.1/Simulink平台,在Simulink中实现风力发电机控制,并将控制信号返回FAST进行风力发电机的非线性仿真,在全工况下对独立变桨距控制策略与统一变桨距控制策略进行仿真验证。结果表明:相对统一变桨距控制,所提出的在全工况下带增益调度的独立变桨距控制,在保证额定转速下保持稳定的电功率输出的同时,能有效降低零部件疲劳载荷。
- 金鑫熊海洋夏宗朝何玉林杜静
- 关键词：全工况LQR增益调度疲劳载荷
- 小型失速型风力发电机实验测试及最大功率跟踪控制研究
- 2012年
- 以9台轴流式风机作为源动力,构建开放式风洞测试实验平台,用变频器调节风机转速以产生需要的模拟风速。通过测量风速值,以及1kW小型失速型风力发电机的输出电压和电流,经过数据采集卡,传送到工控机。为达到功率优化吸收,进行了系统硬件电路设计,通过控制计数器输出脉宽调制(PWM)脉冲来控制并优化小型失速型风力发电机的功率。开发的实验测试系统对小型失速型风力发电系统的研究具有重要意义。
- 张晓峰金鑫韩花丽
- 关键词：风力发电测试系统
- 基于风速估计和风剪切的风力发电机组变桨距控制被引量：3
- 2012年
- 为提高大型风力发电机组捕获风能的能力,改善其主要零部件受荷载情况,提出基于有效风速估计和风剪切的风力发电机组独立变桨距控制策略。以某5 MW变速变桨风力发电机组为验证对象,基于Bladed软件平台对传统统一变桨控制策略和独立变桨控制策略进行仿真比较。结果表明:相对于统一变桨距控制策略,独立变桨距控制策略不但能满足维持风力发电机组输出功率额定值稳定的要求,而且使发电机组主要零部件的受荷载情况得到明显改善。
- 杜静谢双义金鑫钟翔罗敏何玉林
- 关键词：大型风力发电机组
- 变速风力发电机组最大风能追踪与桨距控制被引量：10
- 2012年
- 针对变速变桨风力发电机组(Variable Speed Variable Pitch,VSVP)如何在低风速时最大限度捕获风能以及在额定风速以上稳定输出功率进行研究。低风速时在传统风能追踪控制策略的基础上,提出通过改变最优增益系数来追踪最佳风能利用系数的自适应转矩控制策略。在额定风速以上,依据风机空气动力学原理、风轮扫及面内风速风切特性,提出基于桨叶方位角信号的独立变桨距控制策略。该策略通过权系数将统一变化的桨距角转化为3桨叶独立变化的桨距角。以国产某2 MW风力发电机组为验证对象,基于Bladed软件平台对所采用的控制策略进行仿真验证。结果表明,相对传统控制,所提出的控制策略在低风速时能够更好的追踪最大功率点。额定风速以上时,使风力发电机组能够在额定转速下保持稳定的电功率输出。
- 何玉林黄帅苏东旭周宏丽金鑫王磊
- 关键词：变速变桨最大功率点追踪独立变桨
- 大功率风力发电机地震动力学建模及载荷计算被引量：15
- 2012年
- 该文以大功率风力发电机组为研究对象研究整机系统在地震动力响应的动力学问题。基于Eurocode8随机地震动物理模型生成地震动加速度时程,采用动态入流理论进行气动载荷计算。基于多体系统动力学理论建立风力发电机风轮-塔架结构动力学分析模型,基于此模型对风力发电整机系统进行了地震作用动力学分析。研究表明:地震作用引起的载荷远大于风载作用下的载荷。分析数据同风力发电权威计算软件GH Bladed数据比较表明,该分析模型可以较好的模拟地震作用下风力机的受力情况。
- 金鑫王磊刘桦
- 关键词：风载地震
- 大型直驱型风力发电机组轮毂强度分析被引量：4
- 2012年
- 轮毂是风电机组重要的受力和传力部件,其强度严重影响到风力机的使用寿命。依据德国劳埃德(GL)风力发电机组认证规范,运用大型通用有限元分析软件MSC.Marc,对某MW级直驱型风电机组轮毂进行极限强度分析,提出了一种能有效模拟风电机组轮毂真实受力的载荷加载方式,并采用修正的雨流计数法和Palmgren-Miner线性累积损伤理论对轮毂疲劳强度进行分析,结果表面,轮毂的极限强度和疲劳寿命均满足20年的工作要求。本文中探索出了基于GL规范的MW级直驱型风力发电机组关键零部件分析的新方法。
- 何玉林杨豆思金鑫彭小云
- 关键词：风力发电机组轮毂有限元法强度分析
