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风力发电机组的建模与仿真风力发电是一项越来越受到重视的可再生能源。
为了更好地利用风能，风力发电机组已经越来越普及。
风力发电机组的效率，稳定性和可靠性是非常关键的，我们需要对其进行建模和仿真分析。
本文将介绍风力发电机组的建模和仿真过程，并分析其优缺点和应用范围。
一、风力发电机组的基本结构风力发电机组包括风轮、发电机、传动系统、控制系统和塔架等部分。
风轮是将风能转化为机械能的主要部分，其形状和材质不同，可以影响整个系统的性能。
发电机是将转动的机械能转化为电能的关键部件。
传动系统负责将风轮的转动传导到发电机上，其间隔离了风轮受到的不稳定风力，使发电机获得更稳定的转速。
控制系统负责监测和控制整个系统的运行状态，保证系统的安全和可靠性。
塔架是支撑整个系统的基础，必须满足足够的强度和刚度。
二、风力发电机组的建模建模是对系统进行研究和仿真的重要步骤。
我们需要建立准确的模型才能更好地了解系统的行为和性能。
风力发电机组的建模包括机械模型、电气模型和控制模型。
机械模型描述了风轮、传动系统和塔架之间的相互作用。
其中，风轮可由拟合风速的阻力模型和旋转惯量模型表示，传动系统可以通过多级齿轮系统表示，塔架可以使用弹簧阻尼系统进行建模。
电气模型描述了发电机和网侧逆变器之间的电能转换过程。
发电机模型需要考虑到其内部电气参数和转速特性，网侧逆变器模型一般采用PID控制器进行描述。
控制模型描述了控制系统的功能和行为。
其中，风速控制模型可以通过调节风轮转速实现，功率调节模型可以通过调节发电机电压和电流实现。
三、风力发电机组的仿真仿真是建模的重要应用，通过模拟和分析系统的行为和性能，可以准确预测系统的运行状况。
风力发电机组的仿真可以通过MATLAB/Simulink等仿真工具进行实现。
在仿真中，我们可以考虑不同的工况和故障条件，分析风轮、传动系统、发电机和控制系统的响应。
通过对系统的分析和优化，可以提高系统的效率和可靠性，并降低系统的维护成本和损失。
风力发电技术与主要控制策略初探摘要：随着我国经济的快速发展，人民的生活水平快速提升，智能家具、数字生活开启了新的生活模式，消费升级需求日益增大，对供给侧的产出提出了更高的要求，能源是消费与生产的基础资源，特别是电力，电力需求的增大将带来更多的煤炭资源消耗与污染排放，国内的发电厂仍以燃煤机组为主，而传统的发电方式将给环境造成更大的污染。
所以，风能这一环保型发电技术日益受到人们的重视，其不仅可以缓解经济发展中的能源供应压力，而且具有低碳环保的特点。
但同时我们也应该认识到，风电技术仍需进一步提高，才能持续提高发电效率。
为此，本文对风电技术和主要控制策略进行了研究。
关键词：风力发电技术；电能质量控制策略；安全运行控制策略；发电效率控制策略前言近几年来，为了适应经济和社会发展对能源的需求，风力发电作为一种可再生能源，已被越来越多地采用。
目前，风能的利用主要集中在风电上。
我国风电行业经过多年的发展，已经取得了显著的成绩，但是在实际应用中，风力发电机组的发电效率没有得到大幅提升。
因此，本文旨在通过对风电技术及控制策略的研究，来推动我国风电技术向前发展。
1风力发电技术概述伴随着经济社会的发展，人们对能源的需求日益增长，尤其是低碳、节能、绿色新能源成为世界各国关注的焦点。
风能是一种新型的可再生能源，其不仅低碳环保，而且易于开发。
近几年来，风电技术的研究和应用正是根据上述风能特性而发展起来的，其中最基本的原则就是把风能转化成动能，然后再转化成电能。
要顺利地实现这一过程，必须要有安全高效的风力发电设备，在风力发电机组的设计中，安全高效的实现主要具体化为电能质量控制、安全控制、发电效率控制三个方面。
2风力发电系统介绍一般而言，常用的风电系统随着技术的进步，在具体应用和实际效果上也有很大差异。
第一，定速风力发电系统结构上比较简单，是我国最早投入运行的系统。
当前，这类系统仍在许多领域得到应用，但在实际操作中，也显示出越来越多的问题和不足。
第30卷 第5期2023年5月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.302023 No.5风电惯量响应及一次调频控制策略研究综述赵 亚，张 君（南京工程学院，南京 210000）摘 要：风电并网比例不断提高降低了电力系统频率稳定性，风力发电应具备惯量响应与一次调频能力。
从风电渗透率提高对电力系统频率稳定性的影响与风电惯量响应及一次调频控制策略两方面进行了分析综述，主要分析对比了虚拟惯性控制、有功-频率下垂控制、减载控制、储能调频及综合协调控制等不同方案，展望了需要进一步深入研究的关键问题。
关键词：风电；惯量响应；一次调频；频率稳定中图分类号：TM614 文献标志码：AOverview of Wind Power Inertia Response and PrimaryFrequency Modulation Control StrategyZhao Ya ，Zhang Jun（Nanjing Institute of T echnology , Nanjing,210000, China ）Abstract：The increasing proportion of wind power connected to the grid reduces the frequency stability of the power system, and wind power generation should have inertia response and primary frequency regulation capabilities. The influence of wind power penetration rate increase on the frequency stability of power system, wind power inertia response and primary frequency regulation control strategy are analyzed and reviewed. This paper mainly analyzes and compares different schemes such as virtual inertial con-trol, active-frequency droop control, load shedding control, energy storage frequency regulation and comprehensive coordinated control. Key issues requiring further in-depth study are looked at.Key words：wind power ；inertia response ；primary frequency modulation ；frequency stability收稿日期：2023-03-01作者简介：赵亚（1999-），男，江苏徐州人，硕士研究生，研究方向：风电一次调频。
新型电力系统的频率响应模型综述及展望摘要：在电力系统快速发展的大背景下，大型电力网络的构建和区域电网之间的互联存在着明显的联动效应、，而随着新能源的大量接入，系统惯量降低，导致其抗扰动能力下降，在电网遭受突发极端情况时，更容易造成局部事故的扩大，形成大范围停电，对社会和经济造成巨大的损失。
电力系统主动解列控制作为防止连锁故障和大范围停电的最重要控制措施之一，是保证电力系统在一定范围内继续安全稳定运行的最后一道防线，其核心思想是在满足系统运行相关约束条件下，快速寻找具有最小解列代价的最优解列断面。
基于此，本篇文章对新型电力系统的频率响应模型综述及展望进行研究，以供参考。
关键词：电力系统；频率响应模型；展望引言传统电网频率响应模型，往往只针对同步电机而忽略新能源接入电网的场景。
现有的新能源电站，新能源电源通常采用最大功率追踪模式，不参与电网调频环节。
随着电网调频需求的不断增加，未来越来越多的新能源将附带新型控制策略（例如，虚拟同步机控制），主动参与电网的一次调频和惯性响应。
由于新能源大规模并网导致电力系统的频率特性出现显著变化，需建立考虑新能源新型控制的复杂电力系统模型，以精确分析频率响应，优化频率控制策略。
同时，电力系统负荷侧通常采用低频减载等频率控制策略，建立电力系统精准频率模型以分析和优化低频减载策略，对保障电力系统频率运行安全具有重要意义。
1系统频率响应特性发电机频率特性响应同步电机的摆动方程如式（１）：ΔＰｍ－ΔＰｅ（１）式中，ｈ为转自机械惯性时间常数，ｗ为转子角速度，ｔ为时间，Ｐｍ为机械转矩，Ｐｅ为电磁转矩。
对式（１）进行拉普拉斯变换得到式（２），Δｗ（ｓ）＝［ΔＰｍ（ｓ）－ΔＰｅ（ｓ）］（２）进一步考虑调速器的模型，实测转子转速ｗ与同步转速ｗ０出现的偏差，速度偏差作为信号被放大后形成控制信号控制汽轮机或水轮机的阀门，进而调整频率，这一过程的数学模型如图１所示。
图中Ｋ为比例系数，Ｆ为高压涡轮占比系数，Ｔ为再热器时间常数，Ｒ为调速器的调节速率。
基于LTV-MPC的车辆稳定性控制研究陈杰;李亮;宋健【摘要】针对含有附着力约束和液压执行机构约束的车辆稳定性控制问题,本文中提出了一种基于非线性车辆模型的线性时变模型预测控制(LTV-MPC)方法.该方法对非线性车辆模型进行局部线性化,结合实时参数估计得到的纵向制动力输入限制,将该问题转化为二次规划问题,并得到优化解,从而解决有约束条件下的主动制动压力分配问题.另外,文中还讨论了MPC控制器中控制目标的选取问题,分析了控制参数选取对于控制效果和运算效率的影响.通过稳态和瞬态仿真验证了控制器的可行性和有效性.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2016(038)003【总页数】10页(P308-316,336)【关键词】车辆动力学;模型预测控制;稳定性控制【作者】陈杰;李亮;宋健【作者单位】清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084【正文语种】中文车辆稳定性控制(ESC)系统能够提升车辆在非线性工况下的稳定性，大幅度降低交通事故发生率[1]。
基于差动制动方式的ESC控制方法在线性和非线性工况下都能比较有效地对车辆施加横摆力偶矩[2]，是目前被普遍采用的一种方案。
ESC系统控制方法和主动制动力分配策略是车辆稳定性控制中的重要课题。
针对ESC系统的控制策略，许多学者进行了相关的研究。
早期的一些研究提出了基于逻辑门限的ESC控制方法[3]，该方法利用固定的约束条件保证了系统的稳定性，但控制输入较为粗暴，且逻辑门限的设定需要丰富的实车试验经验以及复杂的标定工作。
基于二次调节器(LQR)形式的最优控制方法也在ESC控制中得到了较好的应用[4-5],该方法理论上可以得到优化问题的全局最优解，但由于控制器模型采用2自由度线性模型，模型失配会导致求得的解并不能达到最优控制的理想效果。
变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制摘要：风力发电系统的形成是我国近年来注重电力体制改革背景下，强调可持续发展战略下所兴起的清洁能源发电模式。
风能是一种随机性强、爆发性高、不稳定的能源，因此在并网过程中风力发电输出功率易存在波动的现象，造成电网功率与负荷不匹配，引发停电事故。
此外，由于新型电力系统中具有大量的电力电子器件，因此对于电网的频率振荡较为敏感，这就对风力发电机的输出频率提出了更高的要求。
本文主要对变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制进行论述，详情如下。
关键词：变速恒频；风力发电；风能追踪引言随着传统化石能源如石油、天然气等的逐步枯竭，风能、太阳能、核能等清洁能源已逐步发展为当今世界不可或缺的新能源，风能更是成为位居前列的开发能源。
目前，我国已在甘肃、新疆、内蒙古以及舟山群岛等区域成功建设大型风电场，助力我国西电东送国家战略和长三角地区经济增长。
但大量的风力发电也给大电网的安全运行带来了挑战。
风力发电具有间歇性、不确定性等特征，当风电并网后若无有效的控制措施干预，将干扰火电、水电等构成的传统大电网的稳定性。
1风力发电系统原理风力发电系统由风力机、发电机、传动链、控制装置等构成，其作用是将清洁的风能转换为电能，再通过风电并网将电能传输至千家万户。
风力发电的控制装置用于应对风能的极度不确定性，是将不可控能量向可控能量传递的关键设备。
风力机是我们对风力发电系统认知的宏观产物，通常由三片桨叶组成的风轮、塔架等构成。
根据安装地点的不同，分为水平面安装的风力机和垂直面安装的风力机两种；按照控制策略不同，还可以将风力机分为定距失速、变距失速和主动失速三种类型。
发电机是连接风力机产生的机械能和电能的桥梁，风电并网有极其严苛的条件，不仅要保证并网点电压幅值相同，还需要做到并网频率相同。
风力发电机有恒速运行和变速运行两种结构，而变速运行需要与变流器组合使用才能实现。
变流器物理结构由二极管、IGBT等功率电子器件组成，通过采用先进的高性能控制算法，可以实现任何频率和幅值的风力发电与大电网相连。
基于神经网络的半直驱永磁同步风力发电机组有功功率控制张珍珍;邹见效【摘要】针对半直驱风力发电机组,提出了一种基于神经网络的有功功率控制方法,分别对变桨控制器和转速控制器进行设计,实现机组在额定功率控制模式和非额定功率的恒功率控制模式的有功功率控制.着重研究了转速控制算法,采用线性反馈化方法对系统模型进行处理,然后根据动态面控制算法设计转速控制器,并利用RBF神经网络逼近特性避免由于对具有非线性特性风力发电机组线性化而导致的模型不确定性问题.最后基于MATLAB/Simulink平台,将该功率控制方法应用于2 MW半直驱永磁同步风力发电机组,验证了所提方法的有效性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2013(033)009【总页数】7页(P130-136)【关键词】半直驱永磁同步风力发电机组;有功功率;反馈线性化;动态面控制;神经网络;风电;功率控制【作者】张珍珍;邹见效【作者单位】电子科技大学自动化工程学院,四川成都611731;电子科技大学自动化工程学院,四川成都611731【正文语种】中文【中图分类】TM761;TM6140 引言随着越来越多的大规模风电场并入电网，风电场有功功率输出的随机性与波动性给电力系统安全运行带来的影响也日益突出。
因此，通过中央控制单元协调各风力发电机组有功功率输出的风电场有功功率控制问题获得了广泛研究，并且研究结果在实际风电场得到了卓有成效的应用［1-3］。
风电场有功功率控制一般采用分层结构，包含风电场中央控制单元和风力发电机组控制单元［1］。
风电场中央控制单元按照电网对风电场有功功率输出的要求，通过相应的控制算法和分配算法对各个风力发电机组的功率参考值进行设定。
风力发电机组控制单元通过调节桨距角和转速实现风力发电机组对功率参考值的跟踪。
作为风电场中央控制单元的执行机构，风力发电机组对其功率参考值的跟踪性能直接影响风电场有功功率输出对电网调度功率的跟踪性能，因此，各国学者对风力发电机组有功功率控制进行了一定的研究工作。
智能风机功能配置分析及性能要求摘要：风机的性能优劣直接关系到一个风电项目投资价值所在。
智能风机采用先进的感知、自我学习以及智能决策等技术，使其具备了一定程度的“思维”能力。
基于国内外风电机组的发展方向，以及电网对风电场的要求，为实现提高风电场发电量，降低成本，提高性能，对智能风机的深入研究越来越重要。
基于此，本文主要分析了智能风机功能配置及性能要求方面的有关内容，可供参阅。
关键词：智能风机；功能；配置；性能；要求1功能的配置智能风机的功能配置包括智能测风系统、智能监测系统、智能控制系统、友好并网系统以及环境友好系统。
智能风机深度感知是通过应用各种先进传感器对风机所处环境、自身状态的全方位、深层次感知，通过精准定位，为智能风机的管理和控制，提供准确有效的数据输入。
智能风机对风速状态感知可通过智能测风系统实现，对大部件状态感知通过智能监测系统实现。
智能风机自我认知和控制基于深度感知的多维数据，对数据进行科学分析，通过机器学习和深度学习，建立智能分析模型和控制策略，实现机组从自我识别、自我学习、自主控制到自主适应的过程。
智能风机协同决策通过数据信息的共享，合理分配单机或风电场出力，实现风机之间、风电场间的互补。
具备上述特征需具备智能控制系统，完成风机本身智能控制及风机之间的协调控制。
智能风机针对生态、人居和电网等环境要求，通过分析感知信息和进行自身行为的预测，有效降低因机组噪声、光影闪变、叶轮转动等因素所造成的环境影响，同时从被动适应电网转换为主动支撑电网，实现对电网的友好性。
2性能要求2.1智能测风系统1)必须能测量风机前一定距离外的风速。
2)必须能提供足够的信息量，能够测量多个距离的风速，有足够的采样频率，有先进的算法能够预测风吹到风轮时的风速。
3)能输出每个距离原始激光测量数据、风轮面平均风速、风向、水平及垂直风速切变、风向切变以及湍流强度等。
激光雷达技术传感器的性能在于测量距离、采样频率、测量精度。
新能源的发电功率自动控制【摘要】通过对风力发电和光伏新能源发电的发电功率控制现状的阐述，分析了目前存在的问题。
并从技术上分析了新能源有功、无功控制的基础和可行性，对风力发电和光伏发电有功功率以及无功功率的具体控制方法进行了描述，新能源发电功率控制实现后产生的广泛意思。
【关键词】新能源；风力发电；光伏电站；有功控制；无功控制1 新能源自动发电控制现状新能源（风机、光伏）发电具有随机性和间歇性的特点，潮流对电网的扰动不可避免，采取有效的方法对新能源发电功率输出进行有效的预测，并对由于新能源输出功率电网产生的功率偏差进行合理的机组调配，是当今对含风电及光伏的电力系统的研究的迫切问题。
1.1 有功控制按新能源在系统有功调度中的参与度从低到高划分，新能源与系统AGC的关系分为三个层次。
低层次：新能源按照自治发电的方式运行，被排除在AGC之外，作为“负”负荷处理，其出力不确定性完全由系统热备用容量进行补偿。
为平抑新能源有功功率输出的波动，保证电网内的有功平衡，电网必须预留出足够的旋转备用容量。
中国现有电网调度基本上处于这个阶段。
随着新能源装机容量的增大，电网的备用容量亦需要相应增大。
这不仅增加了电网的运行成本，而且也降低了系统的发电效率。
新能源有功控制有其特殊性。
与常规调频、调峰电厂相比新能源只具备非常有限的有功调节能力。
制定既可与新能源有功控制能力相匹配、又可减轻新能源给电网带来的有功/ 频率调整压力的控制目标，是将新能源纳入电网AGC首先要解决的问题。
另外，储能技术提高了新能源有功输出的可控性，但这要求新能源AGC必须具备能量调度功能来协调储能装置的充放电过程。
考虑到控制实施的时延，新能源AGC应针对未来时段的场景进行分析和控制，就必须用到新能源的功率预测技术。
目前商业运营的风电及光伏预测系统已可应用于发电计划制定、电力交易和备用安排等，但直接应用于实时发电调度，还存在预测精度较差、预测周期与控制周期不匹配等问题。
