風(fēng)電蓄熱供暖系統(tǒng)控制技術(shù)的研究

【摘要】：隨著全球能源的日益匱乏以及傳統(tǒng)發(fā)電方式所引起的環(huán)境污染問題的加劇,我國政府已經(jīng)把發(fā)展風(fēng)力發(fā)電設(shè)為新能源戰(zhàn)略的重要部分,并給予大力支持,我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展前景廣闊。且在我國一些寒冷風(fēng)大、冬季時(shí)間長且缺乏傳統(tǒng)能源的地區(qū),存在著取暖困難的問題,嚴(yán)重影響了居民的生產(chǎn)和生活,制約了這些地區(qū)的發(fā)展。所以利用這些地區(qū)風(fēng)大且已經(jīng)建有中小規(guī)模風(fēng)電廠的特點(diǎn),基于離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),構(gòu)建高效率的電能轉(zhuǎn)化系統(tǒng),將豐富的風(fēng)力資源轉(zhuǎn)化為急需的熱能,并對整個(gè)風(fēng)電蓄熱供暖系統(tǒng)進(jìn)行合理的控制就成為解決這些地區(qū)取暖問題的有效手段。風(fēng)電蓄熱供暖系統(tǒng)不但可以滿足供暖的需要,而且減少了化石能源的使用,促進(jìn)了能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置。并且能夠有效地改善因燃煤供暖所引起的環(huán)境污染問題,提高空氣質(zhì)量,減少霧霾、酸雨等現(xiàn)象的發(fā)生,是一舉多得的舉措。本文介紹了風(fēng)電蓄熱供暖系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu),對系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電部分和蓄熱供暖部分分別進(jìn)行了分析和研究。風(fēng)力發(fā)電部分對雙饋感應(yīng)電機(jī)和雙PWM變流器進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型分析,并研究了離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理及控制策略。在分析風(fēng)力發(fā)電功率控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了適合風(fēng)電蓄熱供暖系統(tǒng)的MPPT控制策略,并進(jìn)行了不同風(fēng)速下的仿真實(shí)驗(yàn),仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和控制方法的可行性,由仿真結(jié)果可以看出,控制策略反應(yīng)速度快,有效地縮短了最大功率跟蹤所用的時(shí)間。蓄熱供暖部分研究了它的工作原理和工作參數(shù),提出了對電加熱設(shè)備和蓄熱裝置等的選擇原則,并利用組態(tài)王軟件完成了監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電蓄熱供暖 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電 MPPT控制 蓄熱式電熱鍋爐 組態(tài)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU832
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.1.1 風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)越性10-11
• 1.1.2 風(fēng)電蓄熱供暖系統(tǒng)的意義11
• 1.2 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電部分的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 離網(wǎng)型風(fēng)電控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀12
• 1.3 蓄熱供暖技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-13
• 1.4 本文研究的內(nèi)容13-15
• 第二章 風(fēng)力發(fā)電部分的基本結(jié)構(gòu)及其數(shù)學(xué)建模15-26
• 2.1 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電部分的基本結(jié)構(gòu)15
• 2.2 風(fēng)力機(jī)模型15-18
• 2.2.1 風(fēng)力機(jī)的特性15-17
• 2.2.2 用直流電機(jī)模擬風(fēng)機(jī)的控制策略17-18
• 2.3 雙饋感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型18-23
• 2.3.1 雙饋感應(yīng)電機(jī)在abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.3.2 雙饋感應(yīng)電機(jī)在 αβ 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.3.3 雙饋感應(yīng)電機(jī)在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.4 PWM變流器的數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.4.1 PWM變流器在abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.4.2 PWM變流器在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變流器控制26-40
• 3.1 雙饋感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行原理及其工作狀態(tài)26-28
• 3.2 系統(tǒng)變流器控制策略的分析28-33
• 3.2.1 RSC的控制策略28-31
• 3.2.2 LSC的控制策略31-33
• 3.3 仿真結(jié)果分析33-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率控制40-54
• 4.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率控制策略40-43
• 4.1.1 常規(guī)風(fēng)力發(fā)電的功率控制40
• 4.1.2 MPPT的控制策略與動(dòng)作原理40-43
• 4.2 常見風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率控制方案43-45
• 4.2.1 風(fēng)速跟蹤控制方案43
• 4.2.2 轉(zhuǎn)速反饋控制方案43-44
• 4.2.3 功率擾動(dòng)控制方案44-45
• 4.3 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率控制思路45-47
• 4.3.1 變轉(zhuǎn)速擾動(dòng)的MPPT控制46
• 4.3.2 MPPT控制策略中的低通濾波器46
• 4.3.3 控制流程46-47
• 4.4 仿真結(jié)果分析47-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 蓄熱供暖部分的研究與設(shè)計(jì)54-61
• 5.1 蓄熱供暖部分的參數(shù)與工作原理54-57
• 5.1.1 蓄熱式電加熱鍋爐的分類與特點(diǎn)54-55
• 5.1.2 蓄熱式電熱鍋爐工作參數(shù)的選擇55-56
• 5.1.3 蓄熱供暖系統(tǒng)的工作原理56-57
• 5.2 系統(tǒng)上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控軟件的開發(fā)57-59
• 5.2.1 風(fēng)電蓄熱供暖系統(tǒng)監(jiān)控中心的組態(tài)設(shè)計(jì)57-58
• 5.2.2 風(fēng)電場運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)58-59
• 5.2.3 蓄熱供暖實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)59
• 5.3 PLC在蓄熱供暖控制系統(tǒng)中的應(yīng)用59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 總結(jié)61
• 6.2 展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 附錄67-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69-70

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