以液压型风力发电机组作为研究对象,根据机组低电压穿越控制过程对液压系统功率快速调整的要求,以发电机稳定于工频转速和液压系统瞬态调整时间最短为控制目标,提出一种基于直接控制变量马达摆角的低电压穿越控制方法。以30kV·A液压型风力发电机组模拟实验台为仿真和实验平台,针对提出的低电压穿越控制方法展开研究,仿真和实验分析表明,直接控制变量马达摆角的方法具有较好的低电压穿越控制效果。

研究微尺度湍流风速对风力机输出功率的影响,在均速为额定风速的微尺度湍流风速作用下,分析蓄能器有效容积、单位质量储能和充电状态等主要参数与湍流部分的关系。并在此基础上,提出一种既能短期储能又能使发电机处于额定功率运行的液压风力发电系统。并就微尺度湍流强度为12%额定风速情况,对带有蓄能器短期储能的10 kw液压风力发电系统进行仿真研究,结果表明,带蓄能器短期储能的液压风力发电系统比没有蓄能器的液压风力发电系统输出能量提高11.3%。

以30kV·A液压型风力发电机组模拟实验台为研究对象,简要介绍了该实验台的基本结构、组成和工作原理。为深入了解该模拟实验台的效率,推导了适用于此种机型的闭式液压传动系统效率公式,并基于风电机组的关键控制技术——最大功率追踪控制技术,对实验系统进行了效率实验研究。最终验证了理论计算公式的准确性。

为分析液压型风力发电机机组能量转化机理,针对其能量传递与耗散问题展开了研究。将整个机组分解为若干个关键子单元,建立机组能量传递模型,分析机组能量传递变化规律;以能量传递模型为基础,对机组能量耗散进行推导分析,得到机组能量耗散数学模型。将30kV·A液压型风力发电机组实验台作为仿真和实验基础,对机组能量传递与耗散进行仿真与实验研究,进而验证理论分析的准确性。研究结果表明：机组在工作过程中其能量特征状态发生改变,并存在一定的能耗,整机效率约为65.7%。

以液压型风力发电机组为研究对象,针对其液压调速系统恒转速输出问题,建立了定量泵-变量马达液压调速系统数学模型,得到了系统泄漏、系统压力瞬态调整和模型参数误差对机组恒转速输出的补偿控制数学模型。以数学模型为基础,给出了液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制方法。以30kV·A液压型风力发电机组实验台为仿真和实验基础,对提出的控制方法展开研究。仿真和实验结果表明,液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制方法具有较好的控制效果,可实现机组的恒转速输出的高精度控制。

针对液压传动型风力发电机转速控制问题,以定量泵-变量马达为传动系统,建立伺服阀控制液压缸位移传递函数,在转速闭环的基础上加入位置闭环,建立了控制系统仿真模型,并对PID参数进行整定,对系统的性能指标进行仿真,分析其结果。

提出的单神经元-PID液压变桨距控制方法,结合了单神经元自适应性,自学习,结构简单,权值学习时间短,计算量小,鲁棒性强等优点,并通过实验,对该控制方法进行了验证,证明了其相比常规PID控制的优越性,能更好地满足风力变桨距系统的非线性,参数时变性的要求。

由于风速的随机性使得液压传动风力发电机采用同步交流发电机并网时的转速控制成为关键性问题,为此提出了一种并网速度控制系统的结构和原理,建立了控制系统模型,采用Simulink的SDO软件包进行PID控制器参数整定,并对系统的动态性能进行了仿真和对仿真结果进行了分析。

针对传统风力发电机体积和质量大故障率及维护成本高的缺点介绍了利用液压传动的风力发电技术.论述液压传动的风力发电的总体方案及工作原理在此基础上重点阐述了利用液压传动控制技术将风机不稳定转速的输入变为稳定的发电机输入的调速方案和实现方法.在该技术方案中用液压柔性传动代替了机械刚性传动减少了机组的机械故障率降低了制造和维护成本.

主要介绍了液压传动与控制技术在风力发电装置的应用，并对风力发电装置液压传动系统进行了设计计算。利用AMESim对风力发电装置液压系统进行建模和动态仿真，结果表明：该液压发电装置在原理上是可行的，同时可以实现不同风速输入和马达速度的稳定输出，从而有利于提高发电机电压的稳定性，并且该系统的油箱、马达、发电机及控制装置安装在地面，降低了塔架承受的重量，也节约了制造成本和维护成本。