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液压传动风力发电机组变桨控制和功率控制研究

发布时间:2018-03-25 20:22

  本文选题:液压传动型风力发电机组 切入点:功率平稳控制 出处:《兰州理工大学》2017年硕士论文


【摘要】:当今社会,风能已经成为清洁能源的主要来源。经过近些年的发展,我国风电装机量已经成为全球排名第一的国家,且整个风电行业增长势头仍然迅猛,装机容量年增长超过100%以上。而且目前国内风电场运行中的风力发电机组很大一部分存在机械故障率高、发电机并网困难、电能质量低等弊端,作为未来清洁能源的重要结构,此种情况大大的限制了我国风电的健康发展。液压传动型风力发电机组作为本文章的研究对象,较传统的直驱式或齿轮箱式风电机组有维修更加安全可靠、发电机更容易实现并网、电能质量更高等优点。本文重点在介绍液压传动型风力发电机组的结构和工作原理的基础之上,重点通过研究和改进液压变桨控制策略,观察和总结了改进后的控制策略对在高风速下液压传动型风力发电机组输出功率的平稳性影响。显示出本文研究对象在风力发电领域的优越性和实用性,对液压传动型风力发电机组日后在风电领域的应用和研究有巨大的实用价值。为了对改进控制策略后的液压变桨控制系统对发电机组功率平稳性输出上的影响进行研究;本文在相关理论基础之上,分别在Matlab/Simulink中搭建了风力机模型、液压传动变桨距模型、变桨执行机构、变桨控制系统模型、变量马达控制系统模型;在AMESim中搭建了定量泵-变量马达液压主传动系统模块;并在此基础上利用AMESim和Matlab软件进行联合仿真。并根据PSO算法、变论域模糊控制器的理论原理,提出采用粒子群算法变论域模糊PID变桨控制策略。较好的实现了高风速波动情况下,对发电机功率平稳输出的控制;并利用液压传动型风力发电机组的特点,实现了马达斜盘角对发电机转速的控制。最后还利用软件平台对模型进行仿真研究,验证了此控制策略在液压变桨控制系统中对发电机输出功率的控制性能的优越性。
[Abstract]:Nowadays, wind energy has become the main source of clean energy. With the development of recent years, the installed capacity of wind power in China has become the first country in the world, and the whole wind power industry is still growing rapidly. The annual increase of installed capacity is more than 100%. At present, a large part of wind turbines in the operation of domestic wind farms have many disadvantages, such as high failure rate of machinery, difficulty in connecting generators to grid, low power quality, etc., which are the important structures of clean energy in the future. This situation has greatly restricted the healthy development of wind power in China. As the research object of this article, the hydraulic wind turbine is more safe and reliable than the traditional straight-drive or gearbox wind turbine. In this paper, the structure and working principle of hydraulic wind turbine are introduced, and the control strategy of hydraulic variable propeller is studied and improved. The influence of the improved control strategy on the output power of the hydro-driven wind turbine under high wind speed is observed and summarized. The advantages and practicability of the research object in the field of wind power generation are shown. It has great practical value for the application and research of hydraulic driven wind turbine in the field of wind power. In order to study the influence of the hydraulic variable propeller control system on the power output of the generator set after the improvement of control strategy; On the basis of relevant theories, the wind turbine model, hydraulic variable pitch model, variable propeller actuator, variable propeller control system model and variable motor control system model are built in Matlab/Simulink in this paper. A quantitative pump-variable motor hydraulic main drive system module is built in AMESim, and on this basis, AMESim and Matlab software are used to carry out the joint simulation. According to the PSO algorithm, the theory principle of variable theory field fuzzy controller is introduced. Particle swarm optimization (PSO) algorithm is used to control fuzzy PID variable pitch propeller. The stable output of generator power is well controlled under the condition of high wind speed fluctuation, and the characteristics of hydraulic driven wind turbine are utilized. Finally, the model is simulated on the software platform, which verifies the superiority of this control strategy in the control of generator output power in hydraulic variable propeller control system.
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM315

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本文编号:1664737

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