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風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能捕獲及其并網(wǎng)研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時間:2024-08-18 12:24:07
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風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能捕獲及其并網(wǎng)研究【摘要】:近年來,隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展,能源需求不斷地增加,許多自然資源也相繼面臨枯竭的危機。在這種嚴(yán)峻的形勢之下,各國也競相提出各種可持續(xù)發(fā)

【摘要】:近年來,隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展,能源需求不斷地增加,許多自然資源也相繼面臨枯竭的危機。在這種嚴(yán)峻的形勢之下,各國也競相提出各種可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能環(huán)保的發(fā)展戰(zhàn)略。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)迅猛發(fā)展,各種機型不斷涌現(xiàn),風(fēng)能作為一種最有潛力的新型能源,得到了人們的密切關(guān)注。因此,本文將變速變槳距風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作為主要的研究對象,就如何提高風(fēng)能的利用率,實現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及并網(wǎng)逆變器的控制問題展開研究。 針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對于風(fēng)能的利用率、動態(tài)穩(wěn)定性等指標(biāo)要求高的特點,根據(jù)變速變槳距風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理,建立了風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的線性參數(shù)變化(LPV,Linear Parameters Varying)模型;給出了一個具有自適應(yīng)機制的魯棒保性能控制的充分條件,并根據(jù)這個充分條件設(shè)計出了自適應(yīng)魯棒保性能控制器。該控制器通過自適應(yīng)的方法估計出系統(tǒng)的不確定參數(shù),而后利用估計的參數(shù)與魯棒保性能控制相結(jié)合的方法設(shè)計系統(tǒng)的狀態(tài)反饋增益,并滿足二次型性能指標(biāo)。仿真結(jié)果表明,無論在高風(fēng)速或者是低風(fēng)速,此控制方法都能使系統(tǒng)具有抑制外界干擾的能力和良好的動態(tài)特性。 在分析了永磁同步發(fā)電機數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,以實現(xiàn)額定風(fēng)速下風(fēng)能的最大捕獲為目標(biāo),采用滑??刂坪湍:刂葡嘟Y(jié)合的方法,提出了一種新的自適應(yīng)模糊軟切換控制方法。該方法使得風(fēng)電系統(tǒng)在額定風(fēng)速以下時,能夠根據(jù)風(fēng)速的變化實時地改變電機轉(zhuǎn)速,從而獲得最佳葉尖速比,實現(xiàn)最大功率追蹤的目標(biāo)。仿真結(jié)果表明,自適應(yīng)模糊軟切換控制方法可以有效實現(xiàn)額定風(fēng)速下的最大風(fēng)能捕獲,同時彌補非線性給系統(tǒng)帶來的影響,提高了系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。 風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)時,系統(tǒng)中存在著由于故障或不平衡負(fù)載等不確定性擾動引起的電網(wǎng)電壓波動。針對這一問題設(shè)計了擾動觀測器對其進(jìn)行補償,抑制了擾動給系統(tǒng)帶來的不利影響。根據(jù)矢量控制原理,設(shè)計了非奇異終端滑模面,使得網(wǎng)側(cè)逆變器輸出的交直軸電流在有限時間內(nèi)達(dá)到給定值,并采用高階終端滑模消除抖振。仿真結(jié)果表明,采用擾動觀測器與高階終端滑??刂葡嘟Y(jié)合的方案,使系統(tǒng)具有很強的魯棒性,同時提高了跟蹤精度,具有良好的動態(tài)性能。 【關(guān)鍵詞】:線性參數(shù)變化模型(LPV) 自適應(yīng)控制 保性能控制 高階終端滑模 模糊控制 滑??刂?/strong> 最大風(fēng)能捕獲
【學(xué)位授予單位】:燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號】:TM614;TP273
【目錄】:
  • 摘要5-7
  • Abstract7-11
  • 第1章 緒論11-19
  • 1.1 課題研究的背景和意義11
  • 1.2 風(fēng)力發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
  • 1.2.1 國外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀11-12
  • 1.2.2 我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀12-13
  • 1.3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-16
  • 1.3.1 定槳距失速調(diào)節(jié)與變槳距調(diào)節(jié)技術(shù)13-14
  • 1.3.2 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)14-15
  • 1.3.3 并網(wǎng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-16
  • 1.4 現(xiàn)代控制理論在風(fēng)電系統(tǒng)中的應(yīng)用16-17
  • 1.5 本文的主要研究內(nèi)容17-19
  • 第2章 風(fēng)電系統(tǒng)的自適應(yīng)魯棒保性能控制19-31
  • 2.1 引言19
  • 2.2 風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)模型19-24
  • 2.2.1 風(fēng)力機特性20-21
  • 2.2.2 風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)模型及 LPV 表示21-24
  • 2.3 自適應(yīng)魯棒保性能控制器設(shè)計24-27
  • 2.4 仿真研究27-30
  • 2.4.1 仿真的主要參數(shù)27
  • 2.4.2 低風(fēng)速與高風(fēng)速區(qū)的仿真模型分析27-29
  • 2.4.3 仿真結(jié)果分析29-30
  • 2.5 本章小結(jié)30-31
  • 第3章 基于永磁同步風(fēng)力發(fā)電機最大風(fēng)能捕獲自適應(yīng)模糊滑??刂蒲芯?/span>31-41
  • 3.1 引言31
  • 3.2 PMSG 數(shù)學(xué)模型的建立31-33
  • 3.3 自適應(yīng)模糊滑模軟切換控制策略33-37
  • 3.4 仿真研究37-40
  • 3.4.1 仿真的主要參數(shù)37-38
  • 3.4.2 仿真結(jié)果及分析38-40
  • 3.5 本章小結(jié)40-41
  • 第4章 帶擾動觀測器的網(wǎng)側(cè)逆變器高階終端滑模控制研究41-51
  • 4.1 引言41
  • 4.2 并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)建模41-42
  • 4.3 擾動觀測器設(shè)計42-44
  • 4.4 網(wǎng)側(cè)終端滑??刂破髟O(shè)計44-47
  • 4.5 仿真研究47-49
  • 4.5.1 仿真的主要參數(shù)47
  • 4.5.2 仿真結(jié)果及分析47-49
  • 4.6 本章小結(jié)49-51
  • 結(jié)論51-53
  • 參考文獻(xiàn)53-58
  • 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果58-59
  • 致謝59-60
  • 作者簡介60


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