【摘 要】
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为了降低成本,风电机组的单机容量越来越大,对其输出优质电能、稳定状态运行等方面也提出了更高的要求。对于风速和叶片载荷实时、有效的检测和可靠、精确的算法处理是实现对风电系统有效控制的前提与关键。本文针对传统的风速检测仪器无法有效地测量风轮轮毂处风速,现有风速估计方法存在精度差、滞后性等问题,提出了基于激光雷达的风速检测和轮毂处估算方法。首先介绍了激光雷达的远距离风速测量原理和方法,然后为了得到风机轮
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为了降低成本,风电机组的单机容量越来越大,对其输出优质电能、稳定状态运行等方面也提出了更高的要求。对于风速和叶片载荷实时、有效的检测和可靠、精确的算法处理是实现对风电系统有效控制的前提与关键。本文针对传统的风速检测仪器无法有效地测量风轮轮毂处风速,现有风速估计方法存在精度差、滞后性等问题,提出了基于激光雷达的风速检测和轮毂处估算方法。首先介绍了激光雷达的远距离风速测量原理和方法,然后为了得到风机轮毂处的有效风速,提出了基于BP-ARMA模型的风速估算方法。采用光纤光栅应变传感器测量风机叶根应变,间接地获得了桨叶叶根面外弯矩,并且进行了温度补偿。然后选择小波降噪的方法对于所测得的叶根载荷信号进行了降噪处理,设计了相关的仿真实验证明了该方法的有效性。为了实现风力发电机组在低风速区的最大功率跟踪控制目标,对于常规控制方法转速跟踪性能差、发电机转矩抖振的问题,将有限指令滤波反步法与最佳转矩控制相结合,提出了基于激光雷达风速检测的最佳转矩控制改进算法,既提高了风能利用率,又减小了机械疲劳;为了抑制风力发电机组在高风速区时风机叶片产生的不平衡载荷,把非线性模型预测控制与PID控制相结合,抑制了叶片上产生的不平衡载荷。
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