本书主要针对液压型风力发电机组及其相应的关键技术进行阐述。液压型风力发电机组控制涉及多变量、非线性、强时变、高阶次、工况跨度大等问题，是电力系统、控制与流体传动等多学科交叉的研究内容。液压型风力发电机组控制技术中包含了多项关键技术，攻破并掌握这些关键技术是液压型风力发电机组进一步发展的必由之路，也是液压型风力发电机组进行产业化的道路中必须要克服的难题。
燕山大学孔祥东教授团队经过多年对液压型风力发电机组控制技术的研究，已经掌握了多项液压型风力发电机组关键技术，并通过本书得到了体现。本书内容包括绪论、液压型风力发电机组工作原理及子系统数学模型、液压型风力发电机组输出转速控制技术、液压型风力发电机组输出功率控制技术、液压型风力发电机组*佳功率追踪控制技术、液压型风力发电机组低电压穿越控制技术、液压型落地式风力发电机组长管路谐振抑制技术、液压型风力发电机组变桨距控制技术。
本书通过通俗简练的语言和图文并茂的展现方式把对液压型风力发电机组功率传输及其控制技术的研究工作进行提炼和总结，希望对从事风力发电领域的广大科研人员和工程技术人员有所帮助。
目录
序一
序二
前言
第1章绪论1
1.1风力发电发展现状1
1.2液压型风力发电机组发展现状2
1.2.1液压型风力发电机组概述2
1.2.2液压型风力发电机组国外发展现状2
1.2.3液压型风力发电机组国内发展现状6
1.3液压型风力发电机组控制关键技术8
1.4本章小结9
参考文献9
第2章液压型风力发电机组工作原理及子系统数学模型11
2.1液压型风力发电机组工作原理11
2.2风速建模12
2.2.1风12
2.2.2风速模型12
2.2.3组合风速模型13
2.3风力机系统建模15
2.3.1风功率计算15
2.3.2风力机能量分析15
2.3.3风能利用系数17
2.3.4风力机特性数学建模19
2.4调桨系统建模21
2.4.1离心力引起的变桨距载荷21
2.4.2气动力引起的变桨距载荷23
2.4.3重力引起的变桨距载荷24
2.5液压传动系统建模24
2.5.1定量泵数学模型25
2.5.2比例节流阀数学模型25
2.5.3变量马达数学模型26
2.5.4液压管路数学模型26
2.5.5液压系统输出数学模型27
2.5.6液压传动系统状态空间模型28
2.6发电机系统及励磁系统建模29
2.6.1不同坐标系下同步发电机模型29
2.6.2同步发电机的稳态暂态运行32
2.6.3同步发电机运行控制34
2.6.4发电机的功角特性与励磁系统模型37
2.7本章小结38
参考文献38
第3章液压型风力发电机组输出转速控制技术39
3.1机组液压主传动系统概述39
3.1.1液压主传动系统马达恒转速控制的意义39
3.1.2定量泵-变量马达闭式容积调速系统特性40
3.2流量反馈法转速控制40
3.2.1定量泵-变量马达调速系统数学模型41
3.2.2定量泵-变量马达系统模型简化43
3.2.3定量泵-变量马达系统开环辨识46
3.2.4仿真与实验验证49
3.2.5液压型风力发电机组准同期并网控制54
3.3基于反馈线性化方法的转速控制61
3.3.1反馈线性化方法61
3.3.2控制律求解70
3.3.3仿真验证75
3.4基于动态面控制的变量马达转速控制79
3.4.1控制律求解79
3.4.2仿真验证81
3.5本章小结82
参考文献82
第4章液压型风力发电机组输出功率控制技术84
4.1液压型风力发电机组功率控制概述84
4.1.1液压型风力发电机组能量分配概述84
4.1.2液压型风力发电机组主传动功率下垂特性84
4.1.3液压型风力发电机组功率控制思想85
4.1.4液压型风力发电机组功率控制研究意义87
4.2液压主传动系统功率传输机理分析87
4.2.1管道特性的功率传输机理分析87
4.2.2泵侧输入端功率传输机理分析92
4.2.3变量马达侧输出端功率传输机理分析93
4.2.4液压系统特性对输出功率影响仿真95
4.3液压型风力发电机组并网运行功率控制方法102
4.3.1液压型风力发电机组有功功率控制方法102
4.3.2液压系统功率传输特性105
4.4高风速条件下的变桨距功率平滑控制策略研究123
4.4.1PI控制变桨距系统功率波动分析124
4.4.2基于模糊PID的变桨距功率平滑控制策略127
4.4.3基于模糊PID变桨距功率平滑控制仿真验证131
4.5本章小结135
参考文献135
第5章液压型风力发电机组最佳功率追踪控制技术136
5.1液压型风力发电机组最佳功率追踪概述136
5.1.1液压型风力发电机组能量传递方式136
5.1.2液压型风力发电机组最佳功率追踪方法研究意义137
5.2基于古典控制理论的最佳功率追踪方法137
5.2.1变步长的最佳功率追踪控制方法137
5.2.2直接发电功率控制的最佳功率追踪方法142
5.2.3发电功率和风力机转速联合控制的最佳功率追踪方法149
5.2.4直接压力控制的最佳功率追踪方法152
5.2.5系统压力和风力机转速联合控制的最佳功率追踪方法157
5.3基于现代控制理论的最佳功率追踪方法160
5.3.1以风力机转速为输出的最佳功率追踪控制160
5.3.2以发电功率为输出的最佳功率追踪控制164
5.3.3以高压压力为输出的最佳功率追踪控制167
5.3.4以液压转矩为控制输出的最佳功率追踪优化控制171
5.3.5基于自抗扰控制的最佳功率追踪控制179
5.4本章小结188
参考文献189
第6章液压型风力发电机组低电压穿越控制技术190
6.1低电压穿越概述190
6.1.1低电压穿越的要求及关键技术190
6.1.2电网电压跌落分类及分析191
6.1.3低电压穿越研究现状191
6.2液压型风力发电机组低电压穿越特性分析193
6.2.1电网故障的暂态分析193
6.2.2电网电压跌落时同步发电机的暂态稳定198
6.2.3液压系统瞬态特性分析203
6.3基于马达摆角调控的低电压穿越控制方法207
6.3.1液压型风力发电机组的能量传递207
6.3.2基于马达摆角调控的低电压穿越控制方法208
6.3.3仿真验证209
6.4基于阀-泵联合的低电压穿越控制策略211
6.4.1基于能量耗散的比例节流阀控制律211
6.4.2基于动态面控制的变量马达摆角控制律212
6.4.3仿真验证214
6.5能量分层调控218
6.5.1低电压穿越能量传输机理分析218
6.5.2低电压穿越能量分层调控219
6.5.3低电压穿越电磁转矩补偿224
6.5.4机组整体低电压穿越控制律规划230
6.5.5机组低电压穿越控制律实验验证232
6.6本章小结234
参考文献234
第7章液压型落地式风力发电机组长管路谐振抑制技术235
7.1长管路对机组特性的影响235
7.1.1长管路建模方法235
7.1.2系统管道效应影响分析248
7.2长管路系统特性分析256
7.2.1液压元件阻抗模型256
7.2.2液压型落地式风力发电机组整机流体网络阻抗数学模型260
7.2.3液压型落地式风力发电机组频率特性分析262
7.2.4液压型落地式风力发电机组长管路系统转速特性分析275
7.2.5液压长管路系统转速比传递特性的影响分析276
7.2.6液压长管路系统负载力矩对转速特性的影响分析279
7.2.7液压长管路系统谐振频率分析281
7.2.8串联节流阀的特性研究284
7.3液压型落地式风力发电机组谐振抑制289
7.3.1振动源289
7.3.2系统阻抗289
7.3.3系统阻抗调整下的压力比传递特性分析291
7.3.4系统阻抗调整下的转速传递特性分析292
7.4本章小结293
参考文献293
第8章液压型风力发电机组变桨距控制技术295
8.1概述295
8.2阀控液压马达变桨距系统运行特性295
8.3阀控液压马达桨距角位置控制296
8.3.1阀控液压马达位置伺服系统数学模型296
8.3.2LuGre摩擦模型参数辨识302
8.3.3基于LuGre摩擦模型的阀控液压马达桨距角控制与仿真308
8.4阀控液压马达变桨距速度冲击抑制316
8.4.1液压变桨距控制冲击分析316
8.4.2基于速度/位置模糊控制的变桨距冲击抑制317
8.4.3模糊控制器设计322
8.4.4变桨距速度/位置模糊控制仿真分析与实验验证325
8.5液压型风力发电机组变桨距载荷模拟与功率控制策略331
8.5.1液压型风力发电机组变桨距控制半物理仿真331
8.5.2变桨距载荷模拟系统研究336
8.5.3改进辅助同步补偿仿真验证347
8.5.4基于变桨距的功率控制研究349
8.6本章小结355
参考文献355
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