永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)最大風能追蹤策略研究

【摘要】： 永磁直驅(qū)風力發(fā)電機由于機械損耗小、運行效率高、維護成本低等優(yōu)點而成為繼雙饋感應(yīng)風電機組之后的又一重要機型而受到廣泛關(guān)注,并逐漸開始投入使用,掌握其運行特性并提高風電機組的風能捕獲效率是風電領(lǐng)域的重要研究課題。 首先,對永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)進行了建模,針對實驗室已有的小型永磁風力發(fā)電系統(tǒng),重點研究基于爬山搜索法的最大風能追蹤控制策略,并基于PSCAD/EMTDC仿真軟件搭建了相應(yīng)的仿真平臺,通過仿真驗證了所構(gòu)建控制算法的有效性。 其次,采用虛擬儀器技術(shù)完成了實驗室小型永磁同步風力發(fā)電運行監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā),實現(xiàn)了對風速、電壓、電流、頻率、功率等監(jiān)測量的實時測量、顯示、保存等功能,利用實測運行數(shù)據(jù)對所構(gòu)建的仿真系統(tǒng)的有效性進行了校驗。通過仿真參數(shù)的修正得到的仿真波形與實測波形已十分相近,進而驗證了仿真平臺的正確性并進一步說明了所構(gòu)建最大風能跟蹤控制算法的有效性。 最后,研究了大型永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的最大風能追蹤運行控制策略,并在PSCAD/EMTDC平臺上搭建了相應(yīng)的運行仿真系統(tǒng),并進行了相應(yīng)的仿真分析,仿真結(jié)果顯示,采用最佳葉尖速的最大風能追蹤策略風能追蹤效果顯著。 【關(guān)鍵詞】：永磁直驅(qū)風力發(fā)電 最大風能追蹤策略 運行監(jiān)測 虛擬儀器
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題的背景和意義9-10
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 最大輸出功率調(diào)節(jié)方式12-13
• 1.3.1 調(diào)節(jié)機械功率的方法12-13
• 1.3.2 調(diào)節(jié)電功率的方法13
• 1.4 最大風能追蹤的控制策略13-16
• 1.5 論文的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)建模18-33
• 2.1 永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)18
• 2.2 永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)模型18-30
• 2.2.1 風速模型18-20
• 2.2.2 風力機模型20-21
• 2.2.3 永磁同步發(fā)電機模型21-25
• 2.2.4 接口變流器模型25-30
• 2.3 風力機功率調(diào)節(jié)原理30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 小型永磁風力發(fā)電系統(tǒng)最大風能追蹤控制仿真33-50
• 3.1 小型永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成33-34
• 3.2 基于PSCAD 的小型永磁風力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型構(gòu)建34-37
• 3.3 小型永磁風力發(fā)電系統(tǒng)最大風能追蹤控制理論分析37-41
• 3.3.1 本文所采用的最大風能追蹤控制策略37-38
• 3.3.2 最大功率的獲取原理38-40
• 3.3.3 改進MPPT 算法的實現(xiàn)40-41
• 3.4 PSCAD 仿真算例與分析41-48
• 3.4.1 風力機性能測試42-44
• 3.4.2 改變占空比進行風能捕獲的仿真試驗44-45
• 3.4.3 自動進行最大風能捕獲仿真算例45-46
• 3.4.4 變風速功率捕獲仿真算例46-48
• 3.4.5 仿真結(jié)果分析48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第4章 基于虛擬儀器技術(shù)的小型永磁風力發(fā)電機組運行監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)50-64
• 4.1 基于LabVIEW 小型永磁同步風力發(fā)電運行監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)50-58
• 4.1.1 系統(tǒng)的構(gòu)成及功能50-51
• 4.1.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)51-53
• 4.1.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計與實現(xiàn)53-58
• 4.2 仿真數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)的比對分析58-63
• 4.2.1 空載時仿真波形與實測數(shù)據(jù)的比對58-60
• 4.2.2 接入純阻性負載時仿真波形與實測數(shù)據(jù)的比對60-62
• 4.2.3 接入蓄電池時仿真波形與實測數(shù)據(jù)的比對62-63
• 4.3 小結(jié)63-64
• 第5章 大型永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)最大風能追蹤控制仿真分析64-73
• 5.1 大型永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)的運行控制策略64-70
• 5.1.1 輸入輸出線性化64-65
• 5.1.2 PWM 變流器的非線性解耦控制65-67
• 5.1.3 變流器的控制策略67-69
• 5.1.4 最佳葉尖速比控制69-70
• 5.2 大型永磁風力發(fā)電系統(tǒng)最大風能追蹤的仿真算例70-72
• 5.2.1 仿真系統(tǒng)主電路及其參數(shù)70
• 5.2.2 最佳葉尖速比控制仿真算例及其分析70-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-74
• 參考文獻74-78
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與科研情況78-79
• 致謝79

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