大型風電機組獨立變槳距控制系統(tǒng)研究

【摘要】：在傳統(tǒng)能源日益萎縮枯竭的今天，大力開發(fā)綠色能源成為人類科技研究的一個重要課題。風能作為清潔能源的一種，在能源供給中的比例正在逐步提高。獨立變槳距控制技術(shù)作為風力發(fā)電技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，對風機的控制起著重要作用，成為眾多科研院所研究的重點。 本文首先介紹了風力發(fā)電機組的組成、分類及工作原理，為選擇何種類型的發(fā)電機組進行建模研究奠定了理論基礎(chǔ)。其次，介紹了變槳距系統(tǒng)的工作原理，明確本文研究時采用電驅(qū)動方式作為變槳距執(zhí)行機構(gòu)。風機建模通常復雜繁瑣，本文針對這一問題采用先分析再綜合的方法，分別建立風機各子系統(tǒng)數(shù)學模型，再綜合各子系統(tǒng)模型建立了風機模型。根據(jù)風機仿真中出現(xiàn)的開環(huán)功率輸出不理想的情況，設(shè)計了PID控制器。通過統(tǒng)一變槳距風機仿真，證明了PID控制器在功率控制上的可行性，同時發(fā)現(xiàn)由風速不均勻引起的槳葉軸向氣動力的變化，會使槳葉載荷分布不均勻，從而引起一定的振蕩，因此希望減小這一載荷。在努力減小由槳葉軸向氣動力引起的振蕩問題時，一種基于槳葉方位角權(quán)系數(shù)分配的新型思想被提出并應(yīng)用到建模仿真研究中去。在此基礎(chǔ)上針對獨立變槳距風機的功率控制本文提出了模糊自整定PID控制策略。通過simulink建模仿真表明基于模糊自整定PID的槳葉方位角權(quán)系數(shù)分配獨立變槳距控制策略是可行的，它在保證輸出功率有所改善的條件下，有效地減小了槳葉載荷。 【關(guān)鍵詞】：獨立變槳距控制 風力發(fā)電技術(shù) 風機建模 權(quán)系數(shù) 模糊-PID
【學位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 課題研究的背景和意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外獨立變槳距研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀14
• 1.3 風電機組功率控制14-15
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 2 風力發(fā)電機組基礎(chǔ)17-24
• 2.1 風力發(fā)電機組的組成部分17-19
• 2.1.1 風輪17-18
• 2.1.2 風輪軸18
• 2.1.3 調(diào)速裝置18
• 2.1.4 制動系統(tǒng)18
• 2.1.5 發(fā)電機18
• 2.1.6 機艙18-19
• 2.1.7 偏航系統(tǒng)19
• 2.1.8 塔架19
• 2.1.9 控制系統(tǒng)19
• 2.2 風力發(fā)電機組分類19-21
• 2.3 風力發(fā)電機組的工作原理21-22
• 2.4 大型風力發(fā)電機組的典型結(jié)構(gòu)22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 3 風力發(fā)電機組特性分析與建模研究24-41
• 3.1 風力機的空氣動力學理論24-29
• 3.1.1 葉素理論24-25
• 3.1.2 風能功率25-26
• 3.1.3 風能利用系數(shù)與貝茲極限26-29
• 3.2 風速特性分析29-30
• 3.2.1 風切變效應(yīng)29-30
• 3.2.2 塔影效應(yīng)30
• 3.3 變槳距系統(tǒng)工作原理30-33
• 3.3.1 變槳距系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理30-32
• 3.3.2 變槳距驅(qū)動裝置32-33
• 3.3.3 獨立電動變槳距系統(tǒng)33
• 3.4 變槳距風電機組典型工況分析33-34
• 3.5 風力發(fā)電機組建模34-40
• 3.5.1 風輪模型35-36
• 3.5.2 傳動系統(tǒng)模型36-37
• 3.5.3 雙饋型風力發(fā)電機模型37
• 3.5.4 電動變槳執(zhí)行機構(gòu)簡化模型37-38
• 3.5.5 風電機組仿真38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 4 獨立變槳距控制策略研究41-53
• 4.1 獨立變槳距優(yōu)越性分析41-42
• 4.2 基于槳葉方位角權(quán)系數(shù)分配的獨立槳葉控制42-45
• 4.2.1 槳葉方位角分析42-43
• 4.2.2 槳葉方位角權(quán)系數(shù)分配43-45
• 4.3 PID 控制器工作原理45-46
• 4.4 模糊控制原理和模糊控制器的設(shè)計方法46-50
• 4.4.1 模糊控制的基本原理47
• 4.4.2 模糊控制器設(shè)計的基本方法47-50
• 4.5 模糊-PID 控制器設(shè)計方法50-52
• 4.5.1 模糊自整定 PID 控制器的結(jié)構(gòu)51
• 4.5.2 自整定設(shè)計指導思想51-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 5 大型風力發(fā)電機組獨立變槳距控制仿真53-62
• 5.1 仿真軟件介紹53
• 5.2 風資源模型53-55
• 5.2.1 風速模型的建立53-54
• 5.2.2 風速仿真效果54-55
• 5.3 基于 PID 的系統(tǒng)仿真55-57
• 5.3.1 PID 統(tǒng)一變槳距控制系統(tǒng)的 Simulink 模塊搭建55-56
• 5.3.2 PID 統(tǒng)一變槳距系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析56-57
• 5.4 基于模糊自整定 PID 的獨立變槳距控制系統(tǒng)仿真57-61
• 5.4.1 模糊-PID 控制器的設(shè)計57-58
• 5.4.2 模糊-PID 的 Simulink 仿真模塊的搭建58-59
• 5.4.3 基于模糊-PID 控制的系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析59-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 6 總結(jié)與展望62-63
• 6.1 本文總結(jié)62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻63-65
• 作者簡歷65-66
• 學位論文數(shù)據(jù)集66-67

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

變速恒頻風力發(fā)電機組控制技術(shù)綜述    宋卓彥;王錫凡;滕予非;寧聯(lián)輝;張欽;

大型風力發(fā)電機組的前饋模糊-PI變槳距控制    高峰;徐大平;呂躍剛;

基于傾斜角權(quán)系數(shù)校正的風電機組變槳控制    姚興佳;馬佳;郭慶鼎;王文靜;

風力發(fā)電機組結(jié)構(gòu)建模研究進展    賀廣零;

基于模糊自適應(yīng)PID的風力發(fā)電系統(tǒng)變槳距控制    宋新甫;梁波;

風力發(fā)電機組的多模變槳距控制    姚興佳;張雅楠;郭慶鼎;

大型風力發(fā)電機組獨立槳葉控制系統(tǒng)    林勇剛;李偉;陳曉波;顧海港;葉杭冶;

風電系統(tǒng)獨立變槳距控制綜述    馬忠鑫;潘庭龍;

基于變槳距和轉(zhuǎn)矩動態(tài)控制的直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機功率平滑控制    廖勇;何金波;姚駿;莊凱;

兆瓦級風力發(fā)電機組電動變槳距系統(tǒng)    惠晶;顧鑫;楊元侃;

大型風電機組變槳距控制策略研究    王哲

大型風電機組整機及關(guān)鍵部件仿真分析與優(yōu)化設(shè)計研究    李俊

風力發(fā)電機組動力模型及循環(huán)變槳控制策略研究    盧奭瑄

變速風電機組風電場并網(wǎng)的系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究    李先奇

風力發(fā)電機組建模與變槳距控制研究    高峰

浮點數(shù)編碼的遺傳算法在模糊控制器參數(shù)尋優(yōu)中的應(yīng)用    陳杰,周冬華

蔬菜大棚智能溫度控制系統(tǒng)應(yīng)用研究    郭清華;

四層瓦楞紙制板機控制系統(tǒng)    張明澤;丁然;楊大春;

模糊-PI復合控制在陀螺電源中的應(yīng)用    徐瑞峰;張英敏;郭林肖;

風力發(fā)電機組偏航控制系統(tǒng)    張嘉英;王文蘭;蔡永剛;

基于減法聚類和自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的運動規(guī)劃器設(shè)計    段群杰;張銘鈞;

混合動力電動汽車APU轉(zhuǎn)速模糊控制研究    馮能蓮;么居標;王紹林;周大森;俞黎明;胡志潔;

變槳距風力發(fā)電機組的建模與硬件在回路仿真    張震宇;李擎;潘莉;蘇中;劉洪;

帶預(yù)測的模糊-PI算法在慣導溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用    郭振西,繆玲娟,沈軍,吳陽,張宇河

機床控制中的雙模參數(shù)自調(diào)整模糊控制器    劉啟東,徐春廣,肖定國

模糊PID控制器的參數(shù)自整定方法    楊文豪;張麗麗;戴文戰(zhàn);

基于音圈電機的雙層隔振系統(tǒng)模糊前饋-反饋控制研究    賈鵬霄;劉文定;闞江明;

串聯(lián)式混合動力城市客車APU控制策略研究    熊華勝;盧蘭光;

模糊PID控制算法在磁懸浮進給機構(gòu)系統(tǒng)中的應(yīng)用    楊霞;高燕;李新葉;

模糊控制技術(shù)在無功補償中的應(yīng)用    朱曉剛;

新一代電除塵用直流高壓電源智能控制器    張之平;

Enhanced Model Reference Adaptive Backstepping Control of Permanent Magnet Synchronous Generator Equipped Wind Energy Conversion System with Stator Parameters Varying    

基于儲能的直驅(qū)風電系統(tǒng)低電壓穿越控制策略    張坤;陸繼明;毛承雄;王丹;

自適應(yīng)模糊PID控制器及其MATLAB仿真    王一帆;石中鎖;

模糊自適應(yīng)PID控制在換熱站自動控制中的研究    郭榮祥;沙峰;趙金鳳;

基于ARM的雙絲脈沖MIG高速焊分布式控制系統(tǒng)的研究    張紅兵

大型風電機組變槳距控制策略研究    王哲

永磁式直驅(qū)風電機組控制技術(shù)研究    劉穎明

雙饋風電機組模型預(yù)測控制研究    井艷軍

大型雙饋風電機組動態(tài)載荷控制策略研究    王曉東

雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)中雙變流器優(yōu)化聯(lián)合控制    賈俊川

新型PID模糊控制器的結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)用研究    李慶春

大規(guī)模風電場群聯(lián)網(wǎng)的源網(wǎng)協(xié)調(diào)性研究    崔楊

內(nèi)蒙古電網(wǎng)大規(guī)模風電入網(wǎng)的運行分析及調(diào)度方案設(shè)計    侯佑華

風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    任海軍

基于DSP的艦艇推進汽輪機電液控制裝置設(shè)計    荀濤

基于ARM的皮帶秤研究與設(shè)計    張鵬

模糊理論在原油管道加熱爐故障檢測與診斷中的應(yīng)用    蔡志達

基于模糊控制的變頻變壓供水系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    楊旭

乏汽回收智能控制系統(tǒng)研究    宋軍

大連港66KV變電站動態(tài)無功補償模糊控制器的設(shè)計與仿真    許曉毅

等溫淬火球墨鑄鐵銑削性能研究    唐艷玲

基于模糊系統(tǒng)辨識的ADI材料沖擊韌度模型    王洪

瓦楞紙板橫切機控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)    郭建鋒

加熱爐爐溫專家模糊策略的研究    李麗孔

我國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的幾個關(guān)鍵問題    李建林;李建林;李建林;李建林;李建林;

兆瓦級風力發(fā)電機電動變槳距系統(tǒng)仿真    石萬凱;任麗蓉;

永磁同步電機風力發(fā)電系統(tǒng)的自尋優(yōu)控制    閆耀民,范瑜,汪至中

風電場對發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性影響的評估    吳義純,丁明,李生虎

電力系統(tǒng)分岔與混沌研究綜述    王寶華,楊成梧,張強

交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的運行與控制    劉其輝;賀益康;趙仁德;

中德風電發(fā)展的比較與分析    尹明;王成山;葛旭波;張義斌;

基于定量反饋理論的天線穩(wěn)定平臺跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計    劉小明;

風力發(fā)電機及風力發(fā)電控制技術(shù)綜述    劉細平;林鶴云;

重復控制算法在轉(zhuǎn)臺伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用    楊松;曾鳴;蘇寶庫;

大型風電機組變槳距控制策略研究    王哲

永磁式直驅(qū)風電機組控制技術(shù)研究    劉穎明

大型風力機變槳距控制技術(shù)研究    林勇剛

變速恒頻交流勵磁雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)及其控制技術(shù)研究    鄒旭東

風力發(fā)電機組系統(tǒng)建模與仿真研究    金鑫

大型風力發(fā)電機組的智能滑模變結(jié)構(gòu)控制研究    賈增周

大型變速變距風力發(fā)電機組的柔性協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究    邢作霞

基于定量反饋理論的飛行模擬器運動平臺控制系統(tǒng)研究    吳博

風力發(fā)電系統(tǒng)能量優(yōu)化問題的研究    耿華

風電機組系統(tǒng)動力學模型及關(guān)鍵零部件優(yōu)化研究    劉樺

多重網(wǎng)格方法在風輪機流場數(shù)值模擬中的應(yīng)用及研究    包常利

基于有限元法的風力發(fā)電機組塔架優(yōu)化設(shè)計與分析    李華明

風力機旋轉(zhuǎn)葉片動力特性及響應(yīng)分析    信偉平

Navier-Stokes方程數(shù)值模擬及湍流模型研究    李杰

基于新分解擬牛頓方程的一類求解非線性最小二乘問題的算法    胡益

變槳距變速風力發(fā)電機組的智能控制研究    李毅

兆瓦級風力機變槳距控制系統(tǒng)的研究    袁海

基于實測運行數(shù)據(jù)的風電場整體模型的研究    胡雅娟

大型風力發(fā)電機組的動力學特性計算分析    李聲艷

大型風電機組變槳距系統(tǒng)設(shè)計及其智能控制方法研究    郭威

變速恒頻風力機槳葉電液比例控制系統(tǒng)研究    戴赟;王志新;朱亦帆;

自抗擾控制技術(shù)在風電變槳控制系統(tǒng)中的應(yīng)用    郭峰;白焰;

兆瓦級同步風力發(fā)電機變槳距控制策略研究    張文苑;鄭恩讓;朱玉國;孟彥京;

兆瓦級變速恒頻風電機組變速變槳距控制技術(shù)研究    馬蕊;鄂春良;付勛波;許洪華;

大型風力發(fā)電機組變槳距控制技術(shù)研究    何玉林;劉軍;杜靜;李俊;

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風力發(fā)電系統(tǒng)風速軟測量    劉震;汪令祥;

基于智能控制方法的風力發(fā)電系統(tǒng)的變槳距控制器    尹海培;唐桂忠;張廣明;

風力發(fā)電機組液壓變槳距控制系統(tǒng)建模及研究    賈瀚方;胡建軍;高偉政;

基于歐姆龍PLC的風電機組變槳距系統(tǒng)    李建林;張雷;鄂春良;

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風力發(fā)電機組變槳距控制仿真研究    楊曉紅;葛海濤;

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變速恒頻風機變槳距控制    劉青松;岳晉萍;

變槳距風力發(fā)電機組的PID控制器設(shè)計    張維新;郝雅楠;

風力發(fā)電機組的槳距角滑模變結(jié)構(gòu)控制    楊錫運;劉欣然;

風力發(fā)電機組的智能控制仿真研究    胡林靜;席東民;王永蘭;

基于執(zhí)行依賴啟發(fā)式動態(tài)規(guī)劃的風機變槳控制    安連友;廖碧蓮;宋紹劍;林小峰;

風力發(fā)電機組風輪葉片材料的使用方向    

葉輪和機艙對風力發(fā)電機組動力特性及地震反應(yīng)譜響應(yīng)的影響分析    祝磊;姚小芹;

風力發(fā)電機組整體運行效率的評估研究    馬寧;翟慶志;仝超;王國成;

水平軸風力發(fā)電機組通用動力學建模研究    劉樺;鄧良;廖暉;

對風力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)問題的探討    陳艷;

標準弄潮 質(zhì)量揚帆    記者 杜吟　孫中杰

風電裝備“吹”出大產(chǎn)業(yè)    本報記者 姚學文　通訊員 任彬彬

風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)獲突破    

新能源面臨兩大困局普及亟待政策統(tǒng)籌    英蓮

湘電集團：攜關(guān)鍵技術(shù)乘“風”而上    本報記者 馮濟武

東汽第1000臺風電機組下線    本報記者 李聯(lián)慧

發(fā)電集團“風馳電掣”    記者 馬欽麟　實習生 楊珍

中石油首臺兆瓦級風力發(fā)電機組在“遼河”下線    首席記者 呂紅麗

中國國電集團總經(jīng)理朱永芃來連考察    通訊員 嚴維新 吉志強 記者 賀耀堂

北車風電首臺風力發(fā)電機組下線    記者 莊云鋒

大型風電機組變槳距控制策略研究    王哲

大型風力發(fā)電機組獨立變槳距控制策略研究    張純明

大型變槳距直驅(qū)式風電機組系統(tǒng)建模與控制策略研究    戴巨川

風力發(fā)電機組建模與變槳距控制研究    高峰

兆瓦級風力發(fā)電機組變槳距系統(tǒng)控制技術(shù)研究    郭洪澈

大型并網(wǎng)風力發(fā)電機組控制算法研究    葉杭冶

風力發(fā)電機組動力模型及循環(huán)變槳控制策略研究    盧奭瑄

海上風電機組系統(tǒng)動力學建模及仿真分析研究    王磊

大型風力機功率控制與最大能量捕獲策略研究    孔屹剛

大型風力機變槳距控制技術(shù)研究    林勇剛

風電機組變槳距伺服控制系統(tǒng)研究    曾憲超

電網(wǎng)友好型機組變槳距控制技術(shù)研究    敬章龍

大型風力發(fā)電機組獨立變槳距控制研究    馬忠鑫

風力發(fā)電機組的變槳距控制研究    李琴

大型風電機組獨立變槳距控制系統(tǒng)研究    丁柏聞

兆瓦級風電機組獨立變槳距機構(gòu)動態(tài)特性分析    甄海華

兆瓦級風電機組獨立變槳距控制系統(tǒng)研究    馬曉巖

風力發(fā)電機組電動變槳距控制系統(tǒng)的設(shè)計    李永偉

風力機變槳距控制策略研究    徐亮

風力發(fā)電機組獨立變槳距控制系統(tǒng)的研究    付冬梅