0 引言

永磁直驱型风力发电机组一般采用的控制策略是按照最优增益系数为定值进行设计的，然而风电场一年四季气温、气压的变化都比较大，在实际运行过程中，最优增益系数是随空气密度变化而变化的，如果最优增益系数仍按照定值进行设置，机组就无法按照最佳叶尖速比进行控制，从而导致机组不能实现最大风能利用效率[1-3]。

本文通过搭建仿真平台，对定值最优增益系数和自适应增益系数两种控制策略进行仿真，为风力发电机组的优化运行提供理论依据。

1 直驱型风力发电机数学模型

三相直驱型风力发电机主电路拓扑结构如图1所示。

表13“方差方程的Levene检验”列方差齐次性检验结果：F值为0.0565，显著性概率为0.8200，大于0.05，因此两组方差不显著。

  

图1 三相直驱型风力发电机主电路拓扑结构

根据图1在dq同步旋转坐标系下建立永磁同步发电机组数学模型[4-8]，如公式（1）所示。

 

式中 Id—有功电流；

Star SU星速公司由拥有90周年历史的美国老牌刀具领导企业Star Cutter公司和意大利老牌SAMP S.p.A集团下的Samputensili公司合资组成，是世界上最大的齿轮刀具、机床生产公司之一。2015年星速中国正式成立，将世界领先的齿轮加工技术带来中国，结合中国市场的需求，依托全球兄弟公司资源，为中国客户提供更齐全的刀具、机床产品以及高效的定制化齿轮加工全套解决方案。

根据图3，运用Matlab/Simulink仿真软件搭建仿真模型，模拟在空气密度变化的情况下，最优增益系数K opt分别以定值（基于ρ=1.225 kg/m3）和变化值（随空气密度变化而变化）两种情况加以控制，并对仿真结果进行分析，以验证控制方案的有效性，Mat⁃lab/Simulink仿真参数设置如表1所示。

利用1980—2015年青藏高原、长江以南区域共255个观测站的站点资料,计算了高原及分区4月的感热通量,采用EOF、墨西哥帽小波变换等,分析了感热与降水的主要特征,其中系统分析了4月高原及分区感热通量与长江以南区域夏季降水的相关性,最后讨论了喜马拉雅地区(高原E区)感热通量对长江以南地区降水影响的可能原因,主要得到以下结论:

Ud—有功电压；

（5）微课为主要形式建设教学资源。本课程属于操作类课程，不仅有知识点，还有很多技能点，技能点的讲解较为困难，因此对于知识点主要采用录屏的方式，技能点主要采用拍摄操作微课的方式，着重讲解操作要领和注意事项。同时制作动画来配合微课，使技能点的讲解更加清晰明了。

据此得到转速控制器模型如图2所示，直驱型风力发电机控制框图如图3所示。

Ed、Eq—电压扰动项。

基因漂流在自然界中极为普遍，对生物进化有重要意义。随着转基因作物的广泛种植，其对相关物种的生存状况影响引人思考。

通过对直接粉碎、经减压干燥法、液氮冻干法、冻干法处理的枸杞子颗粒，粉碎后测定特性量值。实验结果表明，经3种预处理方法得到的枸杞子样品，其水分测定结果均低于直接粉碎的枸杞子样品；而其他检测项目，3种处理方法得到的样品与直接粉碎的枸杞子样品基本相同，理化性质均符合《中国药典》2015年版要求，可以作为对照药材标准品使用。但基于成本考虑，减压干燥法最经济实惠，采用冻干法或液氮加冻干法的运行成本基本相似，均较高。因此，在实际工作中，推荐使用减压干燥法最佳。

永磁直驱型风力发电机组中发电机由永磁体励磁，在变流控制器和发电机间不存在无功交换，通过SVPWM控制电压矢量Ud、Uq的方式来控制发电机的转速。为实现变流器功率因数为1，需要控制q轴电流参考值Iq*=0，d轴和q轴之间除了受Ud、Uq影响，还存在交叉耦合项ωLIq、-ωLId，对此采用前馈补偿的控制方法进行解耦，引入新变量：

 

Uq—无功电压；

  

图2 发电机转速控制器模型

  

图3 直驱型风力发电机控制框图

2 建立仿真模型

2.1 相关计算公式

在风速4～10m/s条件下对风力发电机模型进行仿真，将仿真功率与风机厂家提供的理论功率相比较，结果如表2所示。由表2可知仿真功率与理论功率差值在5%以内，验证了仿真模型的准确性。

 

式中 Ω—发电机转速，r/min；

R—叶轮扫风面半径，m；

有研究表明，更年期会使女性体内雌激素水平下降，导致骨细胞被吸收的速度快于产生速度，引起骨质不断流失。女性在绝经后的数年内，骨密度或可减少20%，这使得30%的老年女性面临骨质疏松症风险。近日，美国一项研究发现，豆类食物及豆制品可以壮骨，对更年期前后女性的骨骼起到保护作用。

C p—最大风能利用系数；

为了进一步定量分析K opt变化与K opt固定两种控制策略对应的风力发电机功率输出值，选取-20℃、-10℃、10℃、20℃作为全年典型温度进行仿真，以风速 6m/s、7m/s、8m/s为全年典型风速，两种控制策略下的仿真数据对比见表3。由表3可知，在不同的温度和风速条件下，K opt变化时的功率输出明显优于K opt为定值时的功率输出，约提升1%。

  

图4 转速和扭矩的曲线关系

 

式中 h—海拔，m；

θ—环境温度，℃。

2.2 建立仿真模型

常规控制策略中，最优增益系数K opt为定值，并不随空气密度的变化而变化，风力发电机的最佳风能利用系数C p达不到最佳。根据公式（5），最优增益系数K opt中包含空气密度ρ，而ρ会随着周围环境如温度、海拔等因素变化而变化，此时风力发电机的机械扭矩也会随之变化，若电磁扭矩仍按照公式T=K optΩ2（K opt为定值）进行控制，叶尖速比λopt将不能保持最优，风力发电机也无法最大程度地吸收风能。通过改变控制策略，将最优增益系数K opt设置为随空气密度ρ变化的变化量时，叶尖速比λopt则能维持在最优，此时风力发电机能最大程度地吸收风能。

Iq—无功电流；

永磁直驱型1.5MW风力发电机组功率P计算公式见式（3），其转速和扭矩的关系曲线见图4。图4中转速在10～17.3 r/min区间的曲线为最大风能利用系数C p运行区间。扭矩与转速间的关系见公式（4），其中最优增益系数K opt计算方法见公式（5）。由公式（5）可知最优增益系数K opt与当地空气密度ρ相关，而空气密度总是随海拔高度和环境温度变化而偏离设计值（1.225 kg/m3），因此最优增益系数也会随环境变化而变化。对此可以在风力发电机上加装用以跟踪空气密度的设备，以得到机组的最优增益系数。空气密度计算公式见公式（6）。

3 优化控制仿真分析

 

表1 具体参数设置

  

标称参数额定容量/M W额定电压/V频率/H z直流母线电压/V定子电阻/Ω电感/H极对数切入风速/（m·s-1）额定风速/（m·s-1）风力机转子半径/m等效转动惯量/（k g·m 2）转动黏滞系数设置值1.5 6 9 0 5 0 1 2 0 0 0.0 0 6 6 0.0 0 1 4 4 4 3 1 2 3 8.5 4×1 0 6 0

 

表2 理论数据与仿真数据对比

  

风速/（m·s-1）4 5 6 7 8 9 1 0理论功率/k W 7 4.5 1 5 3.9 2 7 2.1 4 3 7.3 6 5 8.1 9 3 2.2 1 2 2 0仿真功率/k W 7 6 1 4 9 2 6 9.8 4 2 8.8 6 5 8.1 9 2 4.5 1 1 9 8

  

图5 两种控制方案下最大风能利用系数比较

在两种控制方案下，风力发电机从并网到满发过程的仿真结果如图5所示。在最大功率跟踪阶段（0～18 s），输出功率随风速的增大而不断上升，此时风力发电机保持最佳叶尖速比，追求最大风能利用系数。图5显示，K opt变化时其功率输出及风能利用系数均有所增大，最大风能利用系数平均提升约1%。当风机满发时段（18～30 s），风机开始收桨，此时控制系统以追求额定功率为目的，不再追求最大风能利用系数[9-12]。

分别以K opt为定值和K opt随空气密度变化的变量值进行仿真，选取海拔h=1400m，环境温度范围-20～20℃，仿真结果见图6—图8。仿真结果表明，在风速6m/s、7m/s、8m/s 3种工况的稳定阶段，K opt变化时的风能利用系数C p明显优于K opt为定值时的情况，约提升1%，可见控制策略的改变直接影响到最大风能利用系数C p的输出。

伴随着信息技术对犯罪调查方式方法的深刻影响，信息化调查必将成为所有具备犯罪调查性质的职权活动转型和变革的必要途径。通过信息平台的利用、大数据的搜集，可以让监察调查人员更加准确地搜集、分析线索；获取证据；锁定被调查人。当然，信息化调查是一项系统工程，信息化侦查的原理以及监察调查的制度构建要将信息化调查嵌入到职务犯罪调查，构建科学全面的运行机制是必不可少的。而更为重要的是，应当先行明确职务犯罪调查信息化的实践必要性、基本内容及其控制可能性等价值属性。

“妈，你怎么了？”徐云天慌忙放下公文包，关切地问。廉小花委屈地哭了起来：“云天，你爸在外面有了女人，他骗我离了婚，却不愿意跟我复婚了。”

λopt—最优叶尖速比。

  

图6 6m/s风速下两种控制策略最大风能利用系数

  

图7 7m/s风速下两种控制策略最大风能利用系数

  

图8 8m/s风速下两种控制策略最大风能利用系数

 

表3 两种控制方案下的仿真数据对比

  

温度风速/（m·s-1）-2 0℃-1 0℃1 0℃2 0℃6 7 8 6 7 8 6 7 8 6 7 8 K opt变化时输出功率/k W 2 7 2.6 2 4 1 2.5 8 6 6 4.1 1 2 6 2.2 9 4 0 6.9 5 6 3 8.9 5 2 4 7.6 0 3 9 4.1 2 6 1 2.1 2 2 2 5.5 0 3 8 6.1 4 6 0 2.9 7 K opt固定时输出功率/k W 2 7 0.4 3 4 0 8.7 6 6 5 9.0 3 2 5 8.8 9 4 0 1.8 7 6 3 1.6 3 2 4 4.6 6 3 9 0.6 2 6 0 5.4 5 2 2 3.1 7 3 8 2.9 1 5 9 7.1 2功率提升量/%0.8 1 0.9 3 0.7 7 1.3 1 1.2 6 1.1 6 1.2 0 0.9 0 1.1 0 1.0 4 0.8 4 0.9 8

4 结语

通过对定值最优增益系数和随空气密度自适应最优增益系数两种策略的仿真，明确了最大风能利用系数和风机输出功率受环境空气密度的影响关系。仿真结果表明，空气密度自适应最优增益系数的控制策略下最大风能利用系数和风机的输出功率均有所提升。参考文献：

[1]徐锋，王辉，杨韬仪.兆瓦级永磁直驱风力发电机组变流技术[J].电力自动化设备，2007，27（7）：57-61．

[2]文贤馗，肖永，林呈辉，等.贵州高原山区空气密度对风电功率影响研究[J].中国电力，2014，47（7）：101-103．

[3]刘丽丽.风电场空气密度对风电机组发电量影响的研究[J].风能，2015（12）：86-88．

[4]孙攀，陶保震，袁博.永磁直驱风电机组并网系统的建模与仿真研究[J].风能，2014（12）：98-101．

[5]张文秀，武新芳，孙娟.基于反馈线性化的直驱风力发电机组控制系统[J].电机与控制应用，2014（8）：46-50．

[6]童克诚，孙赟.基于直接反馈线性化的永磁直驱风力发电系统[J].广东电力，2016，29（2）：21-24．

[7]王武.永磁同步风电系统建模及直接反馈线性化控制[J].机电工程技术，2015（5）：39-43．

[8]张梅，何国庆，赵海翔.直驱式永磁同步风力发电机组的建模与仿真[J].中国电力，2008，41（6）：79-84．

[9]肖园园，李欣然，张元胜，等.直驱永磁同步风力发电机的等效建模[J].电力系统及其自动化学报，2013，25（1）：12-17．

[10]刘向向，李新宇，王奔.变结构控制策略在直驱永磁同步风力发电机中的应用[J].电网技术，2013，37（2）：520-525.

129 CT signs and diagnostic significance in patients with benign or malignant pulmonary ground-glass nodules

[11]杨超，王志，叶小广.基于SCADA数据的风电机组技术改造后评估方法研究[J].华电技术，2017，39（1）：21-23.

[12]郭丹，朴在林，胡博，等.风电场运行数据分析[J].电网与清洁能源，2016，32（4）：93-98．