为解决风力机控制系统在不同风况下稳定性差的问题,设计了一种变桨距自抗扰控制器,估计和补偿了系统未知环节和外界扰动,实现输出功率在不同风速下稳定输出。针对自抗扰控制器参数多且难以整合的特点,融入混沌粒子群优化(CPSO)算法优化控制器的参数,减少了参数整定的数目,提高了系统控制精度和效率。对额定功率为300 kW的风电机组在不同风速作用下进行仿真,结果表明,该方法可以快速调节风速变化引起的输出波动,能够使控制系统输出平稳且超调量小,具有较好的稳定性和鲁棒性。

利用雷诺平均Navier-Stokes方程,采用高数值稳定性的代数Baldwin-Lomax湍流模型,模拟可变桨距水平轴风力涡轮在给定工况下全三维混合型流场,比较了计算结果与风洞试验结果,探讨了桨叶载荷分布原因,分析了风力涡轮流场主要气动特性,指出了提高风力涡轮气动性能优化方向.

液压变桨距系统作为风力发电机组的重要组成部分,对保证风电机组的正常运行起着至关重要的作用。能量传递函数法是在功率键合图基本理论基础上,提出的一种对多能量耦合系统进行建模的方法。本文利用能量传递函数法对变桨距液压系统进行建模,为风电机组变桨距控制策略的研究以及控制算法的改进提供了精确的对象模型。通过对仿真结果的分析,证明了这种建模方法的正确性和有效性。

液压变桨距系统作为风力发电机组的重要组成部分,对保证风电机组的正常运行起着至关重要的作用。能量传递函数法是在功率键合图基本理论基础上,提出的一种对多能量耦合系统进行建模的方法。本文利用能量传递函数法对变桨距液压系统进行建模,为风电机组变桨距控制策略的研究以及控制算法的改进提供了精确的对象模型。通过对仿真结果的分析,证明了这种建模方法的正确性和有效性。

功率平稳输出与最大风能跟踪是风电机组在高、低两种不同风速下的控制目标,而当前变桨距控制的研究集中在高风速段,大部分是基于平衡点处的线性化模型,风力机偏离平衡点运行的动态性能较差,也不适用于低风速段。因此,针对高、低风速段的不同控制要求,设计了双模变桨距控制器低风速段采用基于最大功率点跟踪(MPPT)的双PI控制,高风速段采用模糊自适应PID控制器,根据风速变化实时切换控制策略。最后,在Simulink平台下,通过与传统的PI控制器进行了仿真比较,验证了双模变桨距控制的控制效果。

对于非线性、大惯性的永磁直驱风力发电系统而言,当它偏离系统工作点或系统受到较大扰动时,如果仍然采用基于PID技术的变桨距控制器,就会出现较大误差甚至振荡。为此,对其采用非线性最优控制控制器进行代替可以获得控制性能的改善。但是,非线性最优控制调节器存在着对大惯性系统控制严重滞后的缺点。所以,提出一种通过蚁群算法优化,将PID和非线性最优控制结合的新型变桨距控制器的设计原理,从而实现对发电机组有效的控制。结果表明：该方法是有效的、可靠的。

变桨机构通过调节风机叶片的节距角来保证风机在多变的环境下稳定运行。变桨距系统利用曲柄连杆机构与叶片连接,实现直线往复运动与旋转运动的转换。介绍了风力发电机组变桨距液压系统的工作原理;运用Automation Studio软件对变桨距液压系统进行建模和仿真分析,形象直观的展示风机在各种工况下的状态,检验流量、压力和液压缸伸缩速度等参数的实时数值是否满足工程需求,为更深层次的仿真研究和系统优化提供了理论依据。

建立了大型风力机电液变桨距加载系统的半物理仿真模型将其等效为一个单摆负载介绍了单摆负载电液伺服动态加载系统的基本结构和工作原理分析了单摆负载的运动规律建立了整个系统的数学模型。考虑到单摆负载支撑处的非线性因素详细分析了单摆负载中的摩擦非线性对加载系统的影响。

针对现有的电动变桨距系统和液压变桨距系统所存在的问题将直驱式容控电液伺服技术与风力机变桨距系统结合提出了一种节能型电-液复合变桨距系统。并以1.5 MW风力机为例完成对其变桨距系统的设计、元件选型和Simulink仿真分析了该节能型电-液复合变桨距系统在大功率风力机上应用的可行性。

分析了低温环境对风机发电机组电液变桨距控制系统的影响提出了测量低温条件下液压系统电机启动电流及液压缸空载启动摩擦力的方法并介绍了检测原理和系统组成该方法具有结构简单测试精确自动化程度高.