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

【摘要】： 能源與環(huán)境已成為21世紀(jì)人類面臨的首要問題。風(fēng)能因具有可再生、無污染、低成本等優(yōu)點，正受到世界各國的重視。高效而可靠的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究與開發(fā)已經(jīng)成為能源技術(shù)領(lǐng)域的熱點和難點。由于風(fēng)能具有能量密度低、隨機性和不穩(wěn)定性等特點，所以對風(fēng)力發(fā)電機組尤其是大型機組控制技術(shù)的深入研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文以國產(chǎn)兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組為依托，對大型風(fēng)力發(fā)電機組變槳距控制技術(shù)進(jìn)行了較深入的探討。 本文首先從風(fēng)力機槳葉的空氣動力學(xué)基本理論入手，分析出變槳距控制的基本規(guī)律；獨立變槳是變槳距控制發(fā)展的必然趨勢，參考國內(nèi)外的相關(guān)資料，提出一種用于獨立變槳距的液壓系統(tǒng)設(shè)計方案，包括理論計算、原理圖分析和液壓部件選型等，并在Pro／Engineer中建立獨立變槳距機構(gòu)的三維模型，制作機構(gòu)運轉(zhuǎn)的動畫；為研究變槳距系統(tǒng)的動態(tài)特性和控制規(guī)律，分析了風(fēng)電機組各部分的數(shù)學(xué)模型，并在MATLAB／Simulink中建立相應(yīng)的仿真模塊。 智能控制技術(shù)越來越多地出現(xiàn)在工業(yè)控制領(lǐng)域。本文提出一種應(yīng)用于統(tǒng)一變槳的模糊PID參數(shù)自整定控制器設(shè)計方案，并通過仿真證明模糊PID比常規(guī)PID具有更好的適應(yīng)性和可靠性；另外，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提出一種基于來流角預(yù)測的獨立變槳距控制策略，并通過仿真證明其可有效地減小槳葉的氣動疲勞載荷，而且功率控制效果也優(yōu)于統(tǒng)一變槳。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電機組 變槳距控制 液壓系統(tǒng) 統(tǒng)一變槳 獨立變槳 來流角預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電綜述10-12
• 1.1.1 國外風(fēng)力發(fā)電綜述10-11
• 1.1.2 國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電綜述11-12
• 1.2 大型風(fēng)力發(fā)電機組控制技術(shù)12-13
• 1.2.1 定槳距失速控制與變槳距控制12
• 1.2.2 恒速恒頻技術(shù)與變速恒頻技術(shù)12-13
• 1.2.3 常規(guī) PID 控制與智能控制13
• 1.3 課題的主要意義及研究內(nèi)容13-15
• 1.3.1 課題的主要意義13-14
• 1.3.2 課題的研究內(nèi)容14-15
• 第二章 風(fēng)力機原理與變槳距控制技術(shù)15-25
• 2.1 大型風(fēng)力發(fā)電機組的基本結(jié)構(gòu)15-16
• 2.2 風(fēng)力機空氣動力學(xué)基礎(chǔ)16-21
• 2.2.1 風(fēng)速的特性16-17
• 2.2.2 風(fēng)力機槳葉的氣動力17-19
• 2.2.3 風(fēng)力機的功率與風(fēng)能利用系數(shù)19-21
• 2.3 變槳距控制原理及控制過程21-24
• 2.3.1 統(tǒng)一變槳距控制22-24
• 2.3.2 獨立變槳距控制24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 獨立變槳距液壓系統(tǒng)設(shè)計25-44
• 3.1 獨立變槳距機構(gòu)設(shè)計25-26
• 3.1.1 機構(gòu)介紹25-26
• 3.1.2 運動分析26
• 3.2 變槳距載荷計算26-34
• 3.2.1 離心力分量產(chǎn)生的變槳距力矩 M_c27-32
• 3.2.2 氣動力產(chǎn)生的變槳距力矩 M_a32-33
• 3.2.3 慣性變槳距力矩 M_i33-34
• 3.2.4 重力產(chǎn)生的變槳距力矩 M_g 及摩擦產(chǎn)生的變槳距力矩 M_f34
• 3.2.5 最大變槳距液壓缸推力 F_(max)34
• 3.3 液壓系統(tǒng)工作原理34-39
• 3.3.1 液壓動力單元34-36
• 3.3.2 液壓執(zhí)行單元36-39
• 3.4 關(guān)鍵元器件選型及參數(shù)計算39-41
• 3.4.1 液壓缸選型及參數(shù)計算39-40
• 3.4.2 電液比例換向閥選型及參數(shù)計算40
• 3.4.3 平衡閥選型及參數(shù)計算40
• 3.4.4 泵選型及參數(shù)計算40-41
• 3.5 獨立變槳距機構(gòu)的三維造型及動畫制作41-43
• 3.5.1 零部件建模與裝配42-43
• 3.5.2 變槳距機構(gòu)工作過程動畫制作43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 大型風(fēng)力發(fā)電機組模型搭建44-53
• 4.1 風(fēng)輪氣動模型44-45
• 4.2 變槳距系統(tǒng)模型45-48
• 4.2.1 液壓閥的模型45-46
• 4.2.2 液壓缸的模型46-48
• 4.3 機械傳動系統(tǒng)模型48-50
• 4.4 異步發(fā)電機模型50-52
• 4.5 檢測裝置模型52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第五章 模糊 PID 在統(tǒng)一變槳距控制系統(tǒng)中的應(yīng)用53-62
• 5.1 PID 控制與模糊控制概述53-55
• 5.1.1 PID控制概述53-54
• 5.1.2 模糊控制概述54-55
• 5.2 模糊 PID 功率控制器的設(shè)計55-59
• 5.2.1 PID 參數(shù)整定規(guī)則55-56
• 5.2.2 模糊化56-57
• 5.2.3 模糊控制規(guī)則57
• 5.2.4 模糊推理及模糊控制查詢表57-59
• 5.3 統(tǒng)一變槳距功率控制仿真59-61
• 5.3.1 模糊 PID與常規(guī) PID控制效果比較60-61
• 5.3.2 隨機風(fēng)速輸入的統(tǒng)一變槳距功率控制仿真61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在獨立變槳距控制系統(tǒng)中的應(yīng)用62-72
• 6.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述62-64
• 6.2 基于來流角預(yù)測的獨立變槳距控制策略64-67
• 6.2.1 大型風(fēng)力發(fā)電機組槳葉氣動載荷疲勞64
• 6.2.2 軸向氣動力與槳葉來流角64-67
• 6.3 基于來流角預(yù)測的獨立變槳距控制仿真67-71
• 6.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計67-69
• 6.3.2 獨立變槳距控制仿真及結(jié)果分析69-71
• 6.4 本章小結(jié)71-72
• 第七章 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明76-77
• 附錄77-82
• 謝辭82

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采用Proces-Data A/S模塊設(shè)計風(fēng)力發(fā)電機液壓系統(tǒng)測試平臺    史曉鳴

兆瓦級同步風(fēng)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(fēng)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(fēng)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;

連鑄機液壓系統(tǒng)的維護(hù)與管理    楊大海;

BT8.3型鐵路起重機液壓系統(tǒng)設(shè)計計算    王紅兵;

立磨液壓系統(tǒng)發(fā)熱原因及改進(jìn)    梅宏偉;屠威;張志宇;楊成剛;

壓平機的液壓系統(tǒng)設(shè)計與分析    陳俊峰;王平軍;

液壓系統(tǒng)中油液的污染控制    李躍軍;

技術(shù)和管理雙管齊下做好液壓系統(tǒng)的污染控制工作    王振山;李良;

液壓系統(tǒng)污染控制動平衡研究    鄭長松;馬彪;孫憲林;劇引芳;

液壓系統(tǒng)對應(yīng)急動力裝置的影響及對策    蘭先一;黃佑;黃平;周勇;

參數(shù)測量法故障診斷在接觸網(wǎng)作業(yè)車液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用    李俊奇;

步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)的分析與改進(jìn)    邵青源;

風(fēng)電裝備“吹”出大產(chǎn)業(yè)    本報記者 姚學(xué)文　通訊員 任彬彬

風(fēng)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(tuán)：攜關(guān)鍵技術(shù)乘“風(fēng)”而上    本報記者 馮濟武

東汽第1000臺風(fēng)電機組下線    本報記者 李聯(lián)慧

發(fā)電集團(tuán)“風(fēng)馳電掣”    記者 馬欽麟　實習(xí)生 楊珍

中石油首臺兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組在“遼河”下線    首席記者 呂紅麗

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

北車風(fēng)電首臺風(fēng)力發(fā)電機組下線    記者 莊云鋒

破解風(fēng)電防雷的“緊箍咒”    本報記者 高琳　潘繼鵬

風(fēng)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

大型風(fēng)電機組變槳距控制策略研究    王哲

海上風(fēng)電機組系統(tǒng)動力學(xué)建模及仿真分析研究    王磊

大型風(fēng)力發(fā)電機組獨立變槳距控制策略研究    張純明

液壓型風(fēng)力發(fā)電機組轉(zhuǎn)速控制和功率控制研究    艾超

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

風(fēng)力發(fā)電機組建模與變槳距控制研究    高峰

大型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機組控制算法研究    葉杭冶

風(fēng)力發(fā)電機組控制策略優(yōu)化與實驗平臺研究    劉軍

水平軸風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪葉片優(yōu)化設(shè)計研究    徐寶清

1.5MW風(fēng)力發(fā)電機組液控技術(shù)研究    孫勇

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

風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制研究    李琴

風(fēng)力發(fā)電機組變槳距控制系統(tǒng)及其伺服單元的研究    朱波

風(fēng)電機組變槳距伺服控制系統(tǒng)研究    曾憲超

變速變槳距風(fēng)力發(fā)電機組的滑模變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)研究    王立軍

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

兆瓦級變漿距風(fēng)力發(fā)電機組智能控制系統(tǒng)的研究    趙陽

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組的運行控制與仿真研究    萬榮婭

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