风力发电机组独立变桨控制策略研究
发布时间：2021-11-06 10:41
风力发电凭借其绿色、清洁、开发利用价值高等特点,在可再生能源开发领域占据着重要的位置。随着大型风电机组越来越多地投入使用,风电机组在起动、制动性能和输出功率的稳定性方面的问题也不断出现。采用传统PID参数的变桨系统对大型风电机组的控制效果不够理想。独立变桨技术是建立在统一变桨技术基础上的一种变桨距控制系统。它通过根据实时风况反馈单独调整每个桨叶的桨距角,可以更好地降低风机在风的切变效应、塔影效应以及湍流效应等因素作用下产生的不均匀载荷,稳定功率输出,提高机组的出力性能,增加机组以及各部件的使用年限。在此篇论文的设计过程中,对风机的基础理论、功率控制模型,基于标准粒子群算法的改进以及变桨系统的PID控制器进行了深入分析与探讨。主要工作包括如下几个方面:（1）阐述选题的背景和意义,对当前风力发电的前景和发展态势,全世界风电技术的发展,变桨技术的研究等作了介绍。提出了当前独立变桨技术研究的一些问题。（2）介绍了空气动力学原理以及叶素动量原理,基于这些原理阐述了风电机组的特性参数以及振动分析,进而引出了风电机组变桨控制理论。重点分析了风机独立变桨与统一变桨控制原理,证明了独立变桨控制系统的优势...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
004-2017年全球可再生能源发电装机容量变化
第一章 绪论头筹，装机容量占全球的 34 9%，欧洲占 31 4%，美国占 16 5%3。我国地理中，有着一望无际的海岸线、广袤无边的草原与戈壁，风力资源非常充足的资源提供了优秀的发展环境，近年来我国风力发展技术和应用范围也逐2010 年超越美国，在风电装机容量上成为世界排名第一的国家。2013 年国风电新装机容量达到 1 6 万兆瓦，累计装机容量达 9 1 万兆瓦。2017 年装机容量 19 7GW。在我国政府的报告书中，预计 2020 年风电发电量达 4千瓦时，约占全国总发电量的 6%。我国提出“创新、协调、绿色、开放、五大发展理念并坚持走可持续发展道路4，在与此高度契合的风力发电技取得了蓬勃发展，风机的新增装机量连续六年位居世界第一，已成为风机机大国。在此旺盛发展的情况下，仍然存在许多问题与不足之处。
图 2-1 理想风轮理论图Figure 2-1 Idealwind wheel theorymap定通过风轮的气流是无法被压缩的，由连续条件可得 = = 在风轮上产生的力可由 Euler 理论得出F = ɡ a（ ) （2-4风轮吸收的功率为P = Fa = ɡ （ ） （2-5功率由空气动能转化而来，则从上游至下游的动能变化为 E = （ ） （2-6式（2-5）等于式（2-6），可得 1 2（2-7
【参考文献】：
期刊论文
[1]粒子群算法的改进与比较研究[J]. 武少华,高岳林. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]节能减排目标下的中国碳税问题研究[J]. 杨荣,陆贵翊,邵颖. 时代金融. 2018(33)
[3]世界可再生能源发展态势[J]. 高慧,杨艳,焦姣,邱茂鑫,刘知鑫,赵旭. 石油科技论坛. 2018(04)
[4]从世界能源发展趋势看中国能源安全[J]. 张所续. 中国能源. 2018(05)
[5]基于载荷优化的大型风电机组μ-synthesis鲁棒控制[J]. 姚兴佳,谢洪放,朱江生,刘颖明,王晓东. 太阳能学报. 2017(05)
[6]大型风电机组的比例-积分-谐振独立变桨距控制策略[J]. 杨文韬,耿华,肖帅,杨耕. 电力自动化设备. 2017(01)
[7]变速变桨距风电机组的全风速限功率优化控制[J]. 周志超,王成山,郭力,许伟,张彦涛,刘峻岐. 中国电机工程学报. 2015(08)
[8]大功率风力发电机在全工况下的独立变桨距控制策略研究[J]. 金鑫,熊海洋,夏宗朝,何玉林,杜静. 太阳能学报. 2015(01)
[9]柔性风力机的H∞鲁棒控制律设计及仿真[J]. 曹九发,王同光,王珑. 太阳能学报. 2014(01)
[10]GH Bladed和Matlab的交互软件设计及风力发电机的独立变桨控制器仿真研究[J]. 刘兴华,敬维,林威. 中国电机工程学报. 2013(22)
博士论文
[1]大型风力发电机组独立变桨距控制策略研究[D]. 张纯明.沈阳工业大学 2011
[2]大型风电机组变桨距控制策略研究[D]. 王哲.沈阳工业大学 2010
[3]大型风力机变桨距控制技术研究[D]. 林勇刚.浙江大学 2005
硕士论文
[1]基于遗传算法优化PID参数的风电机组独立变桨控制[D]. 王沛元.湖南大学 2018
[2]风电机组柔性塔筒降载控制技术研究及应用[D]. 马赫男.华北电力大学 2018
[3]粒子群算法的改进及其在PID参数整定中的应用[D]. 王博华.湖南大学 2017
[4]双馈型风力发电机组功率与载荷控制技术研究[D]. 邓宁峰.湖南大学 2017
[5]大型风电机组独立变桨控制技术研究[D]. 吴建华.大连理工大学 2016
[6]基于独立变桨距的风电机组减振控制技术[D]. 欧清华.哈尔滨工业大学 2016
[7]大型风力发电机组主控系统控制策略研究[D]. 张震宇.北京交通大学 2014
[8]风电机组独立变桨控制策略的研究[D]. 龚宇琴.北京交通大学 2014
[9]小型风力机关键结构优化设计[D]. 孙伟.苏州大学 2012
[10]大型风力发电机组变桨距控制技术的研究[D]. 王浩.中南大学 2011
本文编号：3479685
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
004-2017年全球可再生能源发电装机容量变化
第一章 绪论头筹，装机容量占全球的 34 9%，欧洲占 31 4%，美国占 16 5%3。我国地理中，有着一望无际的海岸线、广袤无边的草原与戈壁，风力资源非常充足的资源提供了优秀的发展环境，近年来我国风力发展技术和应用范围也逐2010 年超越美国，在风电装机容量上成为世界排名第一的国家。2013 年国风电新装机容量达到 1 6 万兆瓦，累计装机容量达 9 1 万兆瓦。2017 年装机容量 19 7GW。在我国政府的报告书中，预计 2020 年风电发电量达 4千瓦时，约占全国总发电量的 6%。我国提出“创新、协调、绿色、开放、五大发展理念并坚持走可持续发展道路4，在与此高度契合的风力发电技取得了蓬勃发展，风机的新增装机量连续六年位居世界第一，已成为风机机大国。在此旺盛发展的情况下，仍然存在许多问题与不足之处。
图 2-1 理想风轮理论图Figure 2-1 Idealwind wheel theorymap定通过风轮的气流是无法被压缩的，由连续条件可得 = = 在风轮上产生的力可由 Euler 理论得出F = ɡ a（ ) （2-4风轮吸收的功率为P = Fa = ɡ （ ） （2-5功率由空气动能转化而来，则从上游至下游的动能变化为 E = （ ） （2-6式（2-5）等于式（2-6），可得 1 2（2-7
【参考文献】：
期刊论文
[1]粒子群算法的改进与比较研究[J]. 武少华,高岳林. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]节能减排目标下的中国碳税问题研究[J]. 杨荣,陆贵翊,邵颖. 时代金融. 2018(33)
[3]世界可再生能源发展态势[J]. 高慧,杨艳,焦姣,邱茂鑫,刘知鑫,赵旭. 石油科技论坛. 2018(04)
[4]从世界能源发展趋势看中国能源安全[J]. 张所续. 中国能源. 2018(05)
[5]基于载荷优化的大型风电机组μ-synthesis鲁棒控制[J]. 姚兴佳,谢洪放,朱江生,刘颖明,王晓东. 太阳能学报. 2017(05)
[6]大型风电机组的比例-积分-谐振独立变桨距控制策略[J]. 杨文韬,耿华,肖帅,杨耕. 电力自动化设备. 2017(01)
[7]变速变桨距风电机组的全风速限功率优化控制[J]. 周志超,王成山,郭力,许伟,张彦涛,刘峻岐. 中国电机工程学报. 2015(08)
[8]大功率风力发电机在全工况下的独立变桨距控制策略研究[J]. 金鑫,熊海洋,夏宗朝,何玉林,杜静. 太阳能学报. 2015(01)
[9]柔性风力机的H∞鲁棒控制律设计及仿真[J]. 曹九发,王同光,王珑. 太阳能学报. 2014(01)
[10]GH Bladed和Matlab的交互软件设计及风力发电机的独立变桨控制器仿真研究[J]. 刘兴华,敬维,林威. 中国电机工程学报. 2013(22)
博士论文
[1]大型风力发电机组独立变桨距控制策略研究[D]. 张纯明.沈阳工业大学 2011
[2]大型风电机组变桨距控制策略研究[D]. 王哲.沈阳工业大学 2010
[3]大型风力机变桨距控制技术研究[D]. 林勇刚.浙江大学 2005
硕士论文
[1]基于遗传算法优化PID参数的风电机组独立变桨控制[D]. 王沛元.湖南大学 2018
[2]风电机组柔性塔筒降载控制技术研究及应用[D]. 马赫男.华北电力大学 2018
[3]粒子群算法的改进及其在PID参数整定中的应用[D]. 王博华.湖南大学 2017
[4]双馈型风力发电机组功率与载荷控制技术研究[D]. 邓宁峰.湖南大学 2017
[5]大型风电机组独立变桨控制技术研究[D]. 吴建华.大连理工大学 2016
[6]基于独立变桨距的风电机组减振控制技术[D]. 欧清华.哈尔滨工业大学 2016
[7]大型风力发电机组主控系统控制策略研究[D]. 张震宇.北京交通大学 2014
[8]风电机组独立变桨控制策略的研究[D]. 龚宇琴.北京交通大学 2014
[9]小型风力机关键结构优化设计[D]. 孙伟.苏州大学 2012
[10]大型风力发电机组变桨距控制技术的研究[D]. 王浩.中南大学 2011
本文编号：3479685
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