兆瓦級(jí)雙饋異步風(fēng)電機(jī)組偏航系統(tǒng)研究

【摘要】：能源短缺問題是當(dāng)今人類生存和發(fā)展所面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)。隨著用電需求量的增加、煤等原材料的減少,新能源的開發(fā)利用成為大勢(shì)所趨。同時(shí),風(fēng)能是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源,風(fēng)能最主要的利用形式就是風(fēng)力發(fā)電。自七十年代以來(lái),風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量不斷增加,新的技術(shù)和方法不斷應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電當(dāng)中,我國(guó)對(duì)風(fēng)力發(fā)電的投入和研究已然進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。 就整個(gè)風(fēng)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō),控制技術(shù)是風(fēng)電機(jī)組高效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵,而偏航控制系統(tǒng)是水平軸風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的重要組成部分,本文針對(duì)偏航控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。為便于對(duì)偏航系統(tǒng)的控制,學(xué)者們研究出各種不同的控制方法,大多數(shù)都要用到風(fēng)向傳感器。風(fēng)向傳感器位于下風(fēng)向,易受到紊流等不利因素的影響,并且自身的測(cè)量精度也是有限的,對(duì)偏航系統(tǒng)的控制精度不高。因此,學(xué)者們提出了一種基于爬山算法的功率控制方法,有效地減少了因風(fēng)向傳感器造成的功率損失。本文就是在爬山算法的基礎(chǔ)上,以兆瓦級(jí)雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)為研究對(duì)象,探討如何取得最大風(fēng)功率的問題。 該文的研究對(duì)象是容量為1.5MW的三葉片、水平軸、上風(fēng)向的雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。在對(duì)國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對(duì)雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其部件進(jìn)行了解,重點(diǎn)分析偏航系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu),并且研究偏航系統(tǒng)的軟件流程。引入新型的爬山控制算法,對(duì)自動(dòng)偏航部分進(jìn)行控制和仿真研究。結(jié)果驗(yàn)證了爬山算法對(duì)偏航系統(tǒng)控制的優(yōu)越性。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 偏航系統(tǒng) 爬山算法 仿真
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 目錄4-7
• Contents7-10
• 中文摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 課題研究的背景13-14
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 國(guó)外風(fēng)力發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)發(fā)展概況17-18
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 第二章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介19-28
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的類型19-22
• 2.1.1 普通異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組20
• 2.1.2 雙饋式異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組20-21
• 2.1.3 直驅(qū)式同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組21-22
• 2.2 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的組成22-27
• 2.2.1 風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)22-23
• 2.2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)23-24
• 2.2.3 發(fā)電機(jī)24
• 2.2.4 變流系統(tǒng)24
• 2.2.5 剎車系統(tǒng)24-25
• 2.2.6 控制系統(tǒng)25
• 2.2.7 偏航系統(tǒng)25-26
• 2.2.8 槳距系統(tǒng)26
• 2.2.9 液壓系統(tǒng)26
• 2.2.10 塔架26-27
• 2.3 小結(jié)27-28
• 第三章 雙饋異步發(fā)電機(jī)的工作原理28-36
• 3.1 雙饋異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理28
• 3.2 雙饋異步發(fā)電機(jī)的等效電路28-29
• 3.3 雙饋異步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型29-34
• 3.3.1 三相靜止abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型30-32
• 3.3.2 DFIG模型的坐標(biāo)變換32-33
• 3.3.3 dq坐標(biāo)系下DFIG的數(shù)學(xué)模型33-34
• 3.4 變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最大風(fēng)能追蹤理論34
• 3.4.1 雙饋電機(jī)運(yùn)行區(qū)域34
• 3.4.2 矢量控制理論34
• 3.5 小結(jié)34-36
• 第四章 風(fēng)力機(jī)特性及偏航原理36-50
• 4.1 風(fēng)的特性36-40
• 4.1.1 風(fēng)向的測(cè)量和記錄36-38
• 4.1.2 風(fēng)速的測(cè)量和記錄38-40
• 4.2 風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)原理40-42
• 4.2.1 翼型40-41
• 4.2.2 風(fēng)力機(jī)的特征參數(shù)41
• 4.2.3 貝茲理論41-42
• 4.3 偏航控制原理42-43
• 4.4 偏航系統(tǒng)主要部件43-45
• 4.4.1 偏航控制機(jī)構(gòu)43-44
• 4.4.2 偏航驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)44-45
• 4.5 偏航系統(tǒng)的控制過(guò)程45-49
• 4.5.1 自動(dòng)偏航45-46
• 4.5.2 90°側(cè)風(fēng)46-48
• 4.5.3 人工偏航48
• 4.5.4 自動(dòng)解纜48-49
• 4.6 小結(jié)49-50
• 第五章 爬山算法在偏航系統(tǒng)中的應(yīng)用50-58
• 5.1 爬山算法原理50-51
• 5.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)51-52
• 5.3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)52-54
• 5.3.1 功率的檢測(cè)53
• 5.3.2 控制器的選擇53-54
• 5.3.3 偏航電機(jī)54
• 5.4 基于爬山算法的風(fēng)力發(fā)電偏航系統(tǒng)的仿真54-56
• 5.4.1 MATLAB介紹54
• 5.4.2 風(fēng)力機(jī)的仿真54-55
• 5.4.3 爬山算法的仿真55-56
• 5.5 仿真結(jié)果與分析56-57
• 5.6 小結(jié)57-58
• 第六章 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果63-64
• 致謝64-65
• 個(gè)人簡(jiǎn)況及聯(lián)系方式65-67

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