现代控制技术在风力发电控制系统中的应用研究

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

丁启鹏

河北省承德市兴隆县大杖子乡车河堡村车河堡94号 067300

摘要

随着新型风力发电技术体系的广泛融合,现代风力发电设备可以摆脱传统手动操作技术的种种局限,逐步向电气自动化系统发展。对发电机组的功率和风速方向进行实时有效的动态控制,将使发电机永远处于最佳工作状态,并可大大延长叶片和电机等动力装置产品的最佳使用周期。在未来科技发展趋势的技术支撑下,控制电机技术仍有很大的发展空间。


关键词

现代控制技术风力发电控制系统应用

正文

技术是社会发展的基础,服务于人的生命。现代风电控制技术是当前一项重要的前沿创新技术。这项先进技术在国内外风力发电机控制系统的开发中得到了广泛的研究和应用,发挥了自己独特的开发优势,贡献了自己的发展力量,风力发电及其控制系统领域越来越离不开其现代风控应用技术。

1数学知识中的微分几何控制技术在风力发电控制系统中的应用

微分几何原理也是现阶段大学生课外延伸学习现代物理和数学的重要组成部分。扩展部分已经应用于许多大学生的实际学习和生活场景中,并开始有一些广泛而实际的具体应用,作为一种直接应用,它将被引入到现代控制自动化技术系统中,这是这种应用效果的一个明显而良好的实践例子,因为微分几何的原理也被用来从一个基本的理论观点来表示一个线性关系,所以,用微分几何来实现自动控制技术系统的设计的主要目的是什么,为了建立一个能直接反映或显示每个正确系统信息的线性化系统的实时控制系统运行状态,这是一个新的技术系统。它的具体设计和工作原理也是其主要目的:它必须能够通过构造同一种种种系映射模型来实现对仿射复杂非线性系统的分析和处理,并且能够连续地为这个复杂系统建立一定的数值关系,使许多原本复杂的非线性微分几何问题逐渐成为纯线性问题,加速了微分几何理论和过程控制理论分析与应用技术领域的进一步深入和交叉转化,因此,这两项新技术也可以同时应用于其他领域的实际研究。从理论设计或本质概念上讲,风力发电自动控制系统实际上是控制一个具有非线性关系和变化特性的复杂风力发电系统,一般来说,该系统处于长期连续运行和演化的演化过程中。运行中可能会受到大面积连续且几乎没有固定规律波动的高风速控制系统的影响。这可能是因为这种控制系统可能需要同时参与和共同组成许多控制和技术系统,例如,在风力发电系统的控制过程中,最常用的差动电磁转矩矢量控制方法和技术,以及电传动非直流技术中常用的直流控制系统,都是差动几何转矩矢量控制方法和技术之一。在实际应用微分几何、矢量数控等技术方法,建立实际风力发电过程控制系统模型设计过程中得到的典型应用模型时,首先,解决这一问题必须面对的关键课题之一是研究和解决实际风电牵引辅助发电厂控制系统理论计算中存在的各种非线性函数关系问题,然后关键问题是进一步研究针对双馈发电机控制器提出的有效运行仿真方法。通过反复试验和研究,可以进一步得到控制器的最终方案。有效的操作实现方法是控制器在输入控制参数和输出控制命令之间进行多重线性反馈解耦。最后,这一步还需要做的另一个重要课题是,如何将非线性坐标转换为线性,反映和分析非线性条件,以便充分应用,将这些不同的检测和控制手段结合起来,经过上述综合分析和步骤,我们可以在捕获上述所有风能后,完全有效地解耦双馈发电机磁链系统的活动和运行状态,这意味着整个风电机组驱动和发电过程及控制系统能够按照系统的最大运行和效率基本正常运行。这样,就意味着整个系统能够最大限度地准确捕获这些风能,从而提高整个系统的风电驱动和发电控制系统的可靠性和质量。如果系统的风速远高于系统的额定值,此时,如果我们能及时采取补偿措施,如降低风力发电机叶轮上电机的最小转速的速度系数,为了将系统风力发电机的系统风速值控制在某一电机比转速所需的最大功率级范围内,当其超过某一电机系统转速的适当值时,并保持功率值不变,采取了良好的补偿措施,可以说完全取代了俯仰控制补偿机制,从而节省了大量不经济或不必要的故障,有效地提高了系统的整体工作和运行效率。此外,通过学习和运用现代数学领域重要的线性微分几何控制技术知识,在分析线性微分几何及其控制应用技术使用过程的结果时,往往更能快速、及时地反映和展示这种线性化关系的转化。这样,整个风电机组模型的所有非线性关系变量基本上可以处理成一个完全线性的关系,更容易实现易于实施的运行决策和相关过程控制应用措施。这样,它基本上可以独立设计和模拟更实用的模型,即最合适的风力涡轮机模型。另一个特殊点是,根据微分几何控制系统中的各种相关基本数学原理,我们可以真正提前设计和生产出这样一种简单、实用、方便、灵活、可靠的控制和调节设备,这样我们的用户就可以轻松、准确地实现各种自动恒功率控制,各种大型非恒速发电机或机组系统的随时调节和控制。考虑到这一点,我们需要更加注意以下几点:虽然这种在微分几何非线性控制理论指导下发展起来的反馈控制技术也有很多技术优势和理论设计的便利性,但是,由于它只是一种反馈控制技术,它仍然会有非常非常,在一些应用问题的设计中,特别是在实际计算和复杂的实际计算和应用问题中,研究工作非常困难。一般来说,在这种实际情况下,因为它是反映信号和输出信号的函数,是表示状态向量的简单线性函数,这也是另一个不容易理解的不可预测的简单非线性函数。事实上,这种控制的算法设计在一定程度上有各种理论上的局限性。例如,它往往要求其CPU具有极不正常和极高的计算性能,这本身就足以导致目前的控制技术基础理论已难以得到充分推广和普及。当然,随着科技时代的发展,CPU控制器的物理性能可以逐步提高。这样,微分几何控制理论和技术将更好地应用于风力发电控制系统的研究,微分几何控制理论和技术将具有更高的技术参考研究价值和更深远的广阔前景

2自适应控制技术在风力发电控制系统中的应用

自适应控制技术实际上就是这样一种综合科技含量很高的自动控制技术。这项先进技术之所以能够直接应用于现代风力发电的自动控制系统技术,主要原因之一是自动风力发电控制系统设计中的各种相关运行参数和相关技术环节尚未建立。他们的运营动态阶段会变化太快。因此,它本身缺乏任何实用价值,自适应控制技术实际上是用来尽快改变现状的,这样所有这些变化和还原反应就不会那么迅速和敏感。在实际运行和应用开发过程中,只要风电辅助发电的控制系统参数开始连续运行,且无明显异常变化信号,自适应控制系统的参数就能准确及时地捕捉到监测到的信号变化,控制器就会自动采取最正确的,有效可行的控制措施,如动态调整控制器参数、控制相关系统参数、运行速度范围等,当然,其最终目标是尽可能地提高整个风力发电控制系统参数的调节效果。当要达到最大的调节效果时,控制器还应长期保持这种节能效果的持续有效发展。因此,基于上述新技术系统的综合优势,自动自适应风控系统也在风电辅助发电和控制系统的许多其他地方得到了应用,并确实收到了一些具有相当价值的实际应用成果。事实上,风力螺旋桨发电系统控制中的一些技术和开发过程也可能伴随着其他一些重大的技术开发变化,比如改变原来的定桨距,只改变原来的定桨距,当我们想进一步对螺旋桨系统的控制作出更直接、更实用、更有效的改变时,你需要先考虑做什么。也许我们需要考虑的第一个问题是,我们首先需要建立这样一个相应的螺旋桨系统模型,问题可能是,与此系统相对应的控制理论模型实际上并不是那么简单和简单,以至于它可以被完全建立和使用。因此,一些传统系统和控制技术的改进以及措施的效果可能远远达不到这一点。很难做到理想,效果也不明显。它还需要通过技术来改进和完善,针对这种技术难度大的新情况,我国提出了自适应控制器,这也是该方法及其具体工作原理。其主要特点是:根据对象模型和参考自动自适应控制设计理论,方力发电机组中的非直接交流电动变桨控制系统作为一个大型复杂系统,可以作为一个相对成熟和完整的复杂系统中的主要设计、研究和分析设计对象,根据该对象模型,本文研究并设计了这样一种相应类型的复杂系统,即一种性能相对较高的电动变桨控制系统的自动自适应控制系统。这样,不仅可以使其具有更好的图像和捕获处理性能,还可以使其具有更完善的服务和性能。因此,通过风能自适应控制及其控制装置技术,不仅可以最大限度地利用风能,还可以保证风机的稳定、安全、高效运行。

3滑膜变结构控制技术在风力发电控制系统中的应用

本质上,滑模变结构控制切换技术也指非对称连续状态切换控制切换技术。这是一项新技术。在工程应用设计过程中,用户必须能够在任何时间快速灵活地切换风力发电控制系统中的任何控制开关状态,这项新技术有其最独特的设计特点:可以随时切换,在目前的风力发电控制系统中,对控制参数及其变化不太敏感,设计和操作非常简单,实现也包括非常方便和简单的操作,这些方法都有其独特的优点,这是实际风力发电自动控制系统运行中迫切需要解决的问题。这是目前一个非常容易掌握的简单操作解决方案。滑模变结构自动控制技术还可以最大限度地减少各种外部控制因素及其对双馈异步电动机运行的干扰。这些限制因素还包括控制参数误差、外部条件和干扰因素,从而提高自动控制的整体性能。将这些最新技术集成到风力发电机组的自动控制系统模块中,可以使每台风力发电机组在长期运行过程中始终处于最高效的发电状态,从而捕获更多有价值的风能

4结语

通过对上述文章中介绍的其他一些问题的研究,人们可以对现代智能控制新技术和我国风电自动控制系统设计中的最新应用问题有更具体、清晰、具体的了解,从而使风力发电现代自动控制和技术产品的生产和应用过程更加成熟和完善,为整个风力发电控制系统的应用和服务提供更加方便、优质、可靠的服务。

参考文献

[1]任丽娜,焦晓红,邵立平.风力发电机速度跟踪自适应控制研究[J].太阳能学报,2013,30(10):1234-1239.

[2]郑雪梅,李琳,徐殿国.双馈风力发电系统低压过渡的高阶滑膜控制仿真研究[J].中国电机工程学报,2013,32(27):178-183.

 


...


阅读全文