風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)動態(tài)載荷控制策略研究

【摘要】：在風(fēng)電機組總的裝機容量和單機容量不斷增加的形勢下,風(fēng)輪直徑迅速增大,風(fēng)切變、風(fēng)湍流和傳動系統(tǒng)阻尼等因素的影響更加顯著。如何有效的減小風(fēng)電機組尤其是傳動系統(tǒng)重要部件的動態(tài)載荷,是風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域面對的一個難題。因此,本文在國家自然基金項目資助下研究了風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)的功率傳遞特性和載荷影響因素,通過發(fā)電機轉(zhuǎn)矩控制策略的研究抑制傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩波動,從而減小傳動系統(tǒng)載荷。在低風(fēng)速工況下,分析了雙饋風(fēng)電機組最大功率問題和傳動系統(tǒng)載荷問題,采用在線動態(tài)預(yù)測的方法作為參考,通過卡爾曼濾波和牛頓迭代法來預(yù)測風(fēng)速,卡爾曼濾波器的輸入為發(fā)電機轉(zhuǎn)矩和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速,利用非線性控制(NC),通過及時跟蹤最優(yōu)轉(zhuǎn)矩,從而減小功率波動,提高輸出電能質(zhì)量,減小傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)載荷。在高風(fēng)速工況下,分析了風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)由于風(fēng)速的隨機性和風(fēng)電機組參數(shù)的不確定性引起的扭轉(zhuǎn)載荷等問題,利用卡爾曼濾波對風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)存在的非線性不確定因素補償,設(shè)計了基于模型預(yù)測控制(MPC)的轉(zhuǎn)矩波動抑制控制器,提高轉(zhuǎn)矩控制精度,減小等效在軸上的轉(zhuǎn)速差,減小齒輪箱等關(guān)鍵部位的扭轉(zhuǎn)載荷,進而延長機組使用壽命。為了驗證本文提出的控制策略,以雙饋風(fēng)電機組為對象,在FAST/MATLAB軟件中對本文的控制策略和傳統(tǒng)的PI轉(zhuǎn)矩控制策略進行了仿真和對比分析,結(jié)果表明所提控制策略對于減小風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)動態(tài)載荷具有有效性。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機組 傳動系統(tǒng) 轉(zhuǎn)矩控制 預(yù)測控制
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題研究背景和意義8-10
• 1.1.1 課題研究背景8-9
• 1.1.2 課題研究意義9
• 1.1.3 課題來源9-10
• 1.2 風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)載荷分析及控制研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文主要內(nèi)容11-13
• 第2章 風(fēng)力發(fā)電理論與風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)建模13-29
• 2.1 Betz理論13-15
• 2.2 葉素動量（BEM）理論15-18
• 2.3 風(fēng)電機組運行控制策略18-20
• 2.4 傳動系統(tǒng)模型分析20-25
• 2.4.1 傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型20-22
• 2.4.2 傳動系統(tǒng)中非線性不確定因素分析22-25
• 2.5 傳動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型25-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第3章 發(fā)電機轉(zhuǎn)矩的非線性控制29-39
• 3.1 卡爾曼濾波理論29-31
• 3.2 基于卡爾曼濾波的狀態(tài)估計31-33
• 3.3 基于風(fēng)速預(yù)測的發(fā)電機轉(zhuǎn)矩的非線性控制33-35
• 3.4 案例仿真計算與結(jié)果分析35-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 基于模型預(yù)測控制的轉(zhuǎn)矩波動抑制控制39-50
• 4.1 預(yù)測控制理論39-44
• 4.2 基于預(yù)測控制的轉(zhuǎn)矩波動抑制控制器設(shè)計44-47
• 4.3 仿真分析47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 結(jié)論50-51
• 參考文獻51-54
• 在學(xué)研究成果54-55
• 致謝55

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

大功率并網(wǎng)風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷研究綜述    李輝;胡姚剛;李洋;楊東;梁媛媛;歐陽海黎;蘭涌森;

基于葉素動量理論的水平軸風(fēng)力機葉片設(shè)計方法    劉穎;嚴軍;

基于改進小波包與包絡(luò)譜的風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)的故障診斷方法研究    申戩林;王靈梅;郭東杰;李德志;

基于鄰域粗糙集與支持向量機的大型風(fēng)機齒輪箱故障診斷    陳立軍;侯爽;葉翀;張艷平;

雙饋風(fēng)電機組的不同控制策略對軸系振蕩的阻尼作用    張琛;李征;高強;蔡旭;汪寧勃;

基于風(fēng)機齒輪箱非線性動力學(xué)模型仿真的故障診斷    楊傳坤;吳金強;

大型風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)耦合動態(tài)特性研究    魏靜;孫清超;孫偉;趙飛;李永紅;郭愛貴;

變風(fēng)速運行控制下風(fēng)電傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性    秦大同;龍威;楊軍;周海波;

雙饋風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)扭振抑制自抗擾控制    姚興佳;王曉東;單光坤;劉姝;

變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組的槳距控制及載荷優(yōu)化    何玉林;蘇東旭;黃帥;任海軍;陳真;

起升動載激勵下岸橋起升傳動系統(tǒng)動態(tài)特性    劉媛媛;張氫;秦仙蓉;孫遠韜;

風(fēng)電機組齒輪箱油液監(jiān)測典型案例分析    梁培沛;孫玉彬;陳鐵;周雪琴;岳俊紅;

電網(wǎng)電壓驟升下雙饋風(fēng)力發(fā)電機軸系振蕩抑制的改進控制策略    謝震;李厚濤;張興;張旭光;楊淑英;

大兆瓦級風(fēng)電齒輪箱耦合動態(tài)特性及結(jié)構(gòu)噪聲分析    楊長輝;徐濤金;吳燦元;

采煤機截割部機電傳動系統(tǒng)動力學(xué)特性分析    劉長釗;秦大同;廖映華;

基于狀態(tài)反饋的風(fēng)電機組變槳距轉(zhuǎn)矩聯(lián)合控制技術(shù)研究    李瑜;王曉東;劉穎明;朱江生;

基于最小化多變量的獨立變槳距控制研究    鄧文斌;王維慶;姜霞;饒成誠;吳寒;

風(fēng)電場機網(wǎng)扭振的小信號建模及仿真    魯玉普;解大;孫俊博;婁宇成;張延遲;王西田;

風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)維護與故障診斷研究    榮宇龍;

變速風(fēng)力發(fā)電機組的變槳控制及載荷優(yōu)化    劉軍;高璐;

考慮運行功率變化影響的風(fēng)電變流器可靠性評估    李輝;季海婷;秦星;陳耀君;劉盛權(quán);胡姚剛;冉立;唐顯虎;

雙饋風(fēng)電變流器IGBT模塊功率循環(huán)能力評估    李輝;秦星;劉盛權(quán);楊東;楊超;胡姚剛;冉立;唐顯虎;

風(fēng)機電動變槳系統(tǒng)狀態(tài)特征參量挖掘及異常識別    李輝;楊超;李學(xué)偉;季海婷;秦星;陳耀君;楊東;唐顯虎;

大型風(fēng)力機葉片盒型主梁主參數(shù)優(yōu)化計算    楊從新;張強;

試運行期間風(fēng)電機組平均故障間隔時間的估計    芮曉明;張穆勇;霍娟;

油液監(jiān)測技術(shù)在風(fēng)電機組中的應(yīng)用分析    孫玉彬;金聲超;梁培沛;曹彬;

基于趨勢預(yù)測的大型風(fēng)電機組運行狀態(tài)模糊綜合評價    肖運啟;王昆朋;賀貫舉;孫燕平;楊錫運;

風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)預(yù)測與故障診斷的研究    吳建軍;楊俊華;楊夢麗;曾君;楊金明;

基于SCADA和支持向量回歸的風(fēng)電機組狀態(tài)在線評估方法    梁穎;方瑞明;

基于運行工況辨識的風(fēng)電機組健康狀態(tài)實時評價方法    董玉亮;李亞瓊;曹海斌;何成兵;顧煜炯;

生產(chǎn)中傳動系統(tǒng)的完善    楊英

弧面分度凸輪機構(gòu)傳動系統(tǒng)非線性動力學(xué)特性研究    賀煒,彭國勛,胡亞平,曹惟慶

發(fā)動機和傳動系統(tǒng)安全裝置的研究    陳龍寶

新型越野設(shè)備傳動系統(tǒng)    本刊編輯部

Φ2×13m分級機傳動系統(tǒng)的改造    夏永飛,宗鋼

停車設(shè)備升降傳動系統(tǒng)    沈厚友

二次調(diào)節(jié)靜液車輛傳動系統(tǒng)的智能PID控制    韓文,常思勤

履帶車輛傳動系統(tǒng)的傳熱仿真    許翔;畢小平;王普凱;

傳動系統(tǒng)的能效改善    Bernd-Robert Hoehn;

線性傳動系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化    Jochen Schmitt;

傳動系統(tǒng)柔性化理論依據(jù)    王書林;崔文好;

化灰機傳動系統(tǒng)安裝工藝研究    史文勝;

精密空氣靜壓導(dǎo)軌組件傳動系統(tǒng)的設(shè)計與分析    龍威;趙彬;

機車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)-輪對縱向耦合振動分析    姚遠;張紅軍;羅赟;金鼎昌;

車輛傳動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部件扭振固有特性測試方法研究    趙克剛;姚偉浩;

靜液傳動系統(tǒng)模型參考自適應(yīng)控制仿真分析與試驗研究    陳寶瑞;李和言;孫濤;

DMGH傳動系統(tǒng)的特點及探討    賀元成;羅旭東;馮彥賓;鄭自求;

某型活塞發(fā)動機的發(fā)電機傳動系統(tǒng)改進    王斌;

二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)分段PID轉(zhuǎn)速控制及其試驗研究    姜繼海;曹健;高維忠;

機械傳動系扭振通用模型研究    尹華兵;邵朋禮;程瑞廷;

為城軌列車裝上“中國心”    本報記者 唐克軍 本報通訊員 王鳳金

北車青島四方所科研成果打破國外壟斷    王鳳金

上推后傳動系統(tǒng)配套出口船    通訊員 張華

斯維奇公司5兆瓦傳動系統(tǒng)在海裝風(fēng)電近海機組成功運行    MEB記者 天怡

Romax推出風(fēng)機大兆瓦傳動系統(tǒng)    記者 陸宇

工程船傳動系統(tǒng)成杭齒新亮點    金小萍

TFE開發(fā)機載傳動系統(tǒng)新技術(shù)    曉文

GKN計劃擴展在華業(yè)務(wù)    記者 賴瑛

英國GKN傳動系統(tǒng)部加快中國拓展    肖燕

東安集團直升機傳動系統(tǒng)研制結(jié)碩果    張曉薇

特種船用動力傳動系統(tǒng)動力學(xué)特性研究    張宇白

雙速卷揚機多流傳動系統(tǒng)動力學(xué)建模及動態(tài)性能分析    林超

大型風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)狀態(tài)退化的振動特征研究    谷泉

大間隙磁力傳動系統(tǒng)驅(qū)動性能研究    許焰

汽車螺旋錐齒輪傳動耦合非線性振動研究    王立華

風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)運行穩(wěn)定性劣化趨勢預(yù)測方法研究    蔣章雷

滾輪傳動系統(tǒng)振動噪聲控制研究    曾憲任

動車組牽引傳動系統(tǒng)設(shè)計方法研究    江程

地鐵牽引傳動系統(tǒng)對轉(zhuǎn)向架振動的影響    王汛

基于二代小波變換的CRH5動車組傳動系統(tǒng)故障診斷方法研究    胡永旭

基于商用車的動力傳動系統(tǒng)振動特性研究    白新龍

面向軌道車輛傳動系統(tǒng)的異常檢測方法及其在滾動軸承中的應(yīng)用    潘登

車用電磁復(fù)合無級傳動系統(tǒng)的特性研究    李苓

大型風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)的動力學(xué)分析與故障預(yù)測    李祥雨

混合動力汽車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動研究    王凱

谷糙分離機傳動系統(tǒng)的設(shè)計與研究    錢森林

風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)動態(tài)載荷控制策略研究    李懷卿