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《风力机控制系统原理建模及增益调度设计》一书覆盖了整个风力机的控制,主要内容包括风能转换的原理、风力机面向控制的建模、风力机最通用的控制策略,以及定速定桨风力机和变速变桨风力机线性参数变化(LPV)增益调度控制器的设计。
本书覆盖了整个风力机的控制,主要内容包括风能转换的原理、风力机面向控制的建模、风力机最通用的控制策略,以及定速定桨风力机和变速变桨风力机线性参数变化(LPV)增益调度控制器的设计。
本书主要面向的对象是具有一定控制理论基础的研究人员与学生,以及控制理论领域的科学工作者和应用风能技术的工程师。
译者序
前言
符号
第1章 引言
1.1 风能转换系统的控制
1.2 增益调度技术
1.3 风能转换系统的鲁棒控制
1.4 本书的纲要
第2章 风和风力机
2.1 风
2.1.1 风资源
2.1.2 平均风速
2.1.3 风能
2.1.4 湍流
2.2 风力机
2.2.1 风轮的种类
2.2.2 风力机空气动力学
2.2.3 气动力、转矩和功率
2.3 风力机的风速
2.3.1 确定风速
2.3.2 随机风速
第3章 风能转换系统的建模
3.1 风能转换系统概述
3.2 机械子系统
3.3 气动子系统
3.4 电气子系统
3.4.1 直接耦合笼型异步发电机
3.4.2 定子控制笼型异步发电机
3.4.3 转子控制双馈异步发电机
3.5 桨距子系统
3.6 整个风能转换系统的模型
3.7 有效风模型
3.7.1 平均风速模型
3.7.2 湍流模型
3.7.3 有效风速
3.7.4 有效风速模拟
第4章 控制对象和策略
4.1 控制对象
4.1.1 能量捕获
4.1.2 机械载荷
4.1.3 电能质量
4.2 运行模式
4.3 控制策略
4.3.1 定速定桨
4.3.2 定速变桨
4.3.3 变速定桨
4.3.4 变速变桨
4.3.5 其他的控制策略
第5章 变速定桨风力机的控制
5.1 LPV增益调度技术的概述
5.2 定桨风能转换系统的LPV模型
5.3 开环特性
5.4 LPV增益调度控制
5.4.1 控制对象
5.4.2 控制器方案
5.4.3 控制器设计问题
5.4.4 预备性控制
5.4.5 阻尼注入控制
5.4.6 不确定因素的处理
5.4.7 其他变速定桨控制策略的性能评估
第6章 变速变桨风力机的控制
6.1 变桨风能转换系统的LPV模型
6.2 开环特性
6.3 LPV增益调度控制
6.3.1 控制器方案
6.3.2 为提高可控性而调整的控制策略
6.3.3 控制器设计问题
6.3.4 高风速区的控制
6.3.5 低风速区的控制
6.3.6 运行风速的全程控制
6.3.7 不确定性的影响
附录
附录A线性矩阵不等式
A.1 定义
A.2 半定规划
A.3 特性
附录B增益调度技术和LPV系统
B.1 增益调度技术
B.2 LPV系统
B.2.1 稳定性
B.2.2 性能
B.3 LPV增益调度控制器的综合
B.3.1 综合过程
B.3.2 计算考虑
B.3.3 提出问题
B.4 非线性系统的LPV描述
B.5 鲁棒LPV增益调度控制
B.5.1 鲁棒稳定性
B.5.2 鲁棒性能
B.5.3 标称矩阵的综合
附录C准LPV模型及控制
参考文献 2100433B
在风力机控制系统中很有必要应用线性参数变化(LPV)增益调度技术以控制风能转换系统。利用新改进的经典增益调度技术可以获得一种简单的设计方法及简单的控制器的设计与实现。
为了在额定功率以下获得能量转换效率及减少传动系统的载荷,现代风力机通常在变速的工作状态下运行。此外,通常对叶片进行桨距控制以限制额定风速以上期间风能的捕获。变速变桨风力机系统更加复杂的特性可以由它控制灵活(即更高的能量转换效率)、可以输出更加优良的电力质量及有着更长的使用年限的优点所弥补。由于控制系统对摘获风能的成本有着直接的影响,为了使风能技术更具有竞争性,很有必要设计可靠的同时具有高性能的控制器。
“国际电气工程先进技术译丛”是机械工业出版社集中优势资源精心打造的中高端产品,出版目的是传播国际新技术成果,搭建电气工程技术平台。丛书中所有图书都是精选的国外优秀电气工程著作,主要针对新能源、智能电网、电力电子、自动控制及新能源汽车等电气工程热点领域。这些图书都是由经验丰富的业内人士编著,并由国内知名专家翻译,具有很高的实用性。
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用开关磁阻伺服电机驱动,电机转矩数控压力。
主控制器是整个风机运行的中枢控制,检测到风速变化,下指令给变浆驱动进行变浆。1、变桨距机构就是在额定风速附近(以上),依据风速的变化随时调节桨距角,控制吸收的机械能,一方面保证获取最大的能量(与额定功...
百分百照明的智能照明控制系统是利用先进电磁调压及电子感应技术,对供电进行实时监控与跟踪,自动平滑地调节电路的电压和电流幅度,改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗,提高功率因素,降低灯具和线路的工作...
风切变对风力机功率的影响
风切变是风的典型特征之一.在风场建设和风力机设计与安装时,风切变的因素往往被忽略,从而造成风力机的功率损失.为此,基于对数律分布的风切变模型,以真实的风场情况为例,模拟风切变状态和额定功率为1.5 MW的风力机,就风切变对风力机功率的影响进行了详细的研究.结果表明,风切变引起的风力机总功率损失由风场风含功率损失和风力机设计功率损失两部分构成.提出了对应于由风切变所引起的影响的解决方案,可为风场的建设和风力机的设计与安装提供参考.
大型水平轴风力机噪声的测量
阐述了风力机噪声的传播、衰减和针对噪声的评估准则,以及风力机噪声的测量原理。针对风力机噪声测量测点布置进行了优化,给出了风力机噪声的测量实验方案和装置,并且采用自由声场法对风力机噪声进行了测量,得出了风力机噪声和周围环境噪声之间的合成声压级。
本书是《风力发电工程技术丛书》之一,主要介绍了风力机的发电原理。全书主要内容包括风电场的概念,风的威布尔分布、瑞利分布以及风电场的规划与选址;风力机的分类以及风力机主要部件的工作原理;风轮的基本理论,包括Betz理论、叶素理论、涡流理论;风轮的空气动力学运行原理;风力机的结构设计;垂直轴风力机的运行原理;风力机的发电运行,包括风力发电系统和并网运行;风力机的运行和维护技术;还介绍了三种其他类型风轮的应用原理。
《垂直轴风力机原理与设计(精)》非常适合机械与航空工程领域学生、专业工程师、大学教授,以及政府与行业部门的研究人员参考,同时也适合涉及风力机设计与风能开发理论、计算和实验方法的研究人员参考和使用。
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前言
主要符号
第1章 绪论
1.1 风电的发展现状
1.2 风车起源
1.3 风力发电历史过程
1.4 20世纪50年代的风力机
1.5 能源危机时期的风力机
1.6 20世纪80年代的大型风力机
1.7 风力发电机组的发展趋势
第2章 风与风能
2.1 风的形成
2.2 风的种类
2.3 风廓线
2.4 地形和障碍物对风速的影响
2.5 风的特性
2.6 风力等级
2.7 风速测量
2.8 中国风能资源分布
2.9 世界风能资源分布
2.1 0可用风能
第3章 风电场规划与选址
3.1 风场数据分析
3.2 风场风速统计模型
3.3 风电场宏观选址
3.4 风电场微观选址
3.5 风电场的布置
第4章 风力机类型和构造
4.1 风力机类型
4.2 水平轴风力机构造
4.3 风力发电机组
第5章 风力机基本气动理论
5.1 阻力型叶片和升力型叶片
5.2 升力型风轮的升力和阻力
5.3 动量理论
5.4 叶素一动量理论
5.5 涡流理论
5.6 NACA翼型命名
5.7 风轮叶片专用翼型
5.8 翼型的选择
第6章 水平轴风力机
6.1 气动设计模型
6.2 风轮功率特性
6.3 风轮重要设计参数的气动性能
6.4 现代风轮叶片设计
6.5 风轮的偏航控制
6.6 转速一功率空气动力学控制
6.7 风轮尾流
6.8 试验风轮的空气动力学
第7章 风力机载荷和结构应力
7.1 风力机载荷类型
7.2 载荷来源
7.3 设计载荷假设
7.4 设计工况与载荷状况
7.5 载荷分析基本要求
7.6 疲劳强度分析基础
7.7 疲劳强度设计
7.8 弹性结构模型
7.9 塔架静动态特性的影响因素
7.10 塔架一风轮系统振动模态
第8章 垂直轴风力机
8.1 垂直轴风力机的分类
8.2 升力型风轮输出功率计算
8.3 垂直轴风轮的关键参数
8.4 垂直轴风轮翼型
8.5 垂直轴风力机实例
8.6 与水平轴风力机比较
8.7 垂直轴风力机存在的问题
第9章 风力发电机组运行
9.1 风力机的额定工况设计
9.2 主要电气设备
9.3 发电系统
9.4 供电方式
9.5 风能与其他能源联合发电系统
9.6 风力发电机组的独立运行
第10章 风力机运行与维护
10.1 风力机运行技术
10.2 风力发电机组的运行状态
10.3 风力发电机组的基本运行过程
10.4 风电场的监控系统
10.5 陆上风电场运行维护措施
10.6 风力机易损部件
10.7 风力机故障分析
第11章 其他风力机
11.1 风道式风轮
11.2 “龙卷风”风轮
11.3 热气流风力机
参考文献 2100433B