直驱式风力发电机传动系统的最优控制策略研究
发布时间：2022-02-12 16:40
风能作为可持续能源的重要组成部分和我国的第三发电来源,在我国能量消耗中的比重正逐年增加,因此如何实现风能的高效转换成为国内外研究的热点问题。风力发电机组是实现风能转换的核心设备,其效率的高低直接关系到风能最终的利用效率。直驱式永磁同步风力发电机因没有了齿轮箱等中间环节,其潜在可靠性和效率相比其他类型具有独特的优势。本课题拟以直驱式永磁同步风力发电机作为研究对象,通过理论建模、数值仿真等方法,分析比较了几种风力发电机的控制策略,从而为提高风能转换效率提出一种有效的手段。首先,本课题对直驱式风力发电机进行理论分析与数学建模,搭建直驱式风力发电系统的仿真模型。其次,对网侧变换器和机侧变换器进行数学建模与分析,确定其控制方案,通过典型Ⅰ系统和典型Ⅱ系统对控制器的比例系数和积分系数进行设计,根据数学模型搭建控制器的仿真模型并验证其可行性,并对叶尖速比法和爬山法两种控制策略进行了比较研究。仿真结果显示在风速变化较大的风况下,爬山法的效果优于叶尖速比法。通过对风机特性和爬山法原理的分析,提出了自适应步长搜索法,仿真结果表明自适应步长搜索法对风力发电系统的稳定性有一定的改进,并对功率有一定的提高。为了...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
001年一017年全球风机装机容量
安徽工程大学硕士学位论文??力来源，说明我国对风能的使用越来越重视。由图１－３可以发量在不断地上升，于２０１７年达到了?１８８３９０ＭＷ，与往年相比２０１６年，我国的海上风力发电机新增１５４台，新增容量为５０ＭＷ，与往年相比增长了?５８．２５％，在２０１７年，我国海上风力加了?１１６０ＭＷ，累计达到了?２７９０ＭＷ，累计装机容量增长７１．１
安徽工程大学硕士学位论文??风力发电机的结构如图１－４所示，其电气元件包括发电机、功率转换器、电网侧??谐波滤波器、升压变压器和三相电网或互连传输点，机械结构包括塔、机舱、叶片、??轮毂、变速箱、偏航驱动器、风速传感器、传动轴和机械制动器［１（）］。风力发电机按照??传动装置可以分为直驱式风力发电机，非直驱式风力发电机，半直驱式风力发电机，??直驱式风力发电机的可靠性与效率较高，维修费用相对较低；根据发电机的类型可以??将风力发电机分为鼠笼式异步风力发电系统，双馈异步风力发电系统和永磁同步风力??发电系统［１１］。??）ｆｎ?＾?！??／丨丨ｉ?Ｉ??、－ＢＩ幽??ｉ?．?／〇ｔ〇ｒ??Ｉ?＇?＾??．ｓｙｓｔｅｍｒ?ｙ?＾Ｃｅａｒｂｃｘ??Ｘ?＜Ｃｏｎｔｒｏｆｆｅｔ?▲??ｆ？■?Ｉ?＾?Ａｎｅｍｏｍｅｔｅｒ??，?ｓｒ，｜?；??Ｗｉｎｄ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?Ｋｏｖｙ?ｄｒｉｖｅ?＾?＾?（??ｙａｗｍｏｒ〇ｒ－￣－｜?Ｉ?＾Ｎａｃｅｉｌｅ?Ｗｉｌ＇ｄｍｎｅ??ｒ麵？，．?＿Ｇ痛咖離ｗ—行??图１－４风力发电机结构［１（）］??Ｌ２．１鼠笼式异步风力发电系统??如图１－５所示，鼠笼式异步风力发电系统主要由齿轮箱，鼠笼式异步电机（Ｓｑｕｉｒｒｅｌ??Ｃａｇｅ?Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]世界能源格局变化以及中国的应对[J]. 王海滨. 紫光阁. 2018(03)
[2]IGBT型Crowbar保护电路仿真研究[J]. 杨睿琬,何志琴,周进,马文辉. 电测与仪表. 2017(15)
[3]世界能源格局发展展望[J]. 魏充. 中外企业家. 2017(21)
[4]电网电压不平衡时基于直接谐振调节的双馈感应风电系统联合控制策略[J]. 王建良,张奕黄,程鹏,年珩. 电工技术学报. 2015(12)
[5]基于单神经元PI控制器的风电机组双馈感应发电机功率解耦控制[J]. 姚兴佳,王文静,郭庆鼎. 电气应用. 2014(04)
[6]一种新型的永磁同步风力发电机并网系统[J]. 张明锐,陈洁,王之馨,王少波,欧阳丽. 电力系统保护与控制. 2013(14)
[7]双馈感应风力发电机网侧变换器低电压穿越控制策略[J]. 蔚兰,陈国呈,曹大鹏,吴国祥,陈宇晨. 电工技术学报. 2011(07)
[8]双馈风力发电系统双PWM变换器比例谐振控制[J]. 陈炜,陈成,宋战锋,夏长亮. 中国电机工程学报. 2009(15)
[9]直驱式永磁同步风力发电机性能研究[J]. 张岳,王凤翔. 电机与控制学报. 2009(01)
[10]变速恒频风电机组网侧变换器在电网电压不平衡时控制策略的研究[J]. 林资旭,赵斌,李亚西,冯涛. 太阳能学报. 2007(04)
硕士论文
[1]风力机叶片气动性能分析及优化设计[D]. 张茶花.华北电力大学 2013
[2]基于鼠笼电机全功率风力发电的系统分析与研究[D]. 吴竞之.上海交通大学 2011
[3]风力机叶片几何设计与空气动力学仿真[D]. 包飞.大连理工大学 2009
本文编号：3622067
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
001年一017年全球风机装机容量
安徽工程大学硕士学位论文??力来源，说明我国对风能的使用越来越重视。由图１－３可以发量在不断地上升，于２０１７年达到了?１８８３９０ＭＷ，与往年相比２０１６年，我国的海上风力发电机新增１５４台，新增容量为５０ＭＷ，与往年相比增长了?５８．２５％，在２０１７年，我国海上风力加了?１１６０ＭＷ，累计达到了?２７９０ＭＷ，累计装机容量增长７１．１
安徽工程大学硕士学位论文??风力发电机的结构如图１－４所示，其电气元件包括发电机、功率转换器、电网侧??谐波滤波器、升压变压器和三相电网或互连传输点，机械结构包括塔、机舱、叶片、??轮毂、变速箱、偏航驱动器、风速传感器、传动轴和机械制动器［１（）］。风力发电机按照??传动装置可以分为直驱式风力发电机，非直驱式风力发电机，半直驱式风力发电机，??直驱式风力发电机的可靠性与效率较高，维修费用相对较低；根据发电机的类型可以??将风力发电机分为鼠笼式异步风力发电系统，双馈异步风力发电系统和永磁同步风力??发电系统［１１］。??）ｆｎ?＾?！??／丨丨ｉ?Ｉ??、－ＢＩ幽??ｉ?．?／〇ｔ〇ｒ??Ｉ?＇?＾??．ｓｙｓｔｅｍｒ?ｙ?＾Ｃｅａｒｂｃｘ??Ｘ?＜Ｃｏｎｔｒｏｆｆｅｔ?▲??ｆ？■?Ｉ?＾?Ａｎｅｍｏｍｅｔｅｒ??，?ｓｒ，｜?；??Ｗｉｎｄ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?Ｋｏｖｙ?ｄｒｉｖｅ?＾?＾?（??ｙａｗｍｏｒ〇ｒ－￣－｜?Ｉ?＾Ｎａｃｅｉｌｅ?Ｗｉｌ＇ｄｍｎｅ??ｒ麵？，．?＿Ｇ痛咖離ｗ—行??图１－４风力发电机结构［１（）］??Ｌ２．１鼠笼式异步风力发电系统??如图１－５所示，鼠笼式异步风力发电系统主要由齿轮箱，鼠笼式异步电机（Ｓｑｕｉｒｒｅｌ??Ｃａｇｅ?Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]世界能源格局变化以及中国的应对[J]. 王海滨. 紫光阁. 2018(03)
[2]IGBT型Crowbar保护电路仿真研究[J]. 杨睿琬,何志琴,周进,马文辉. 电测与仪表. 2017(15)
[3]世界能源格局发展展望[J]. 魏充. 中外企业家. 2017(21)
[4]电网电压不平衡时基于直接谐振调节的双馈感应风电系统联合控制策略[J]. 王建良,张奕黄,程鹏,年珩. 电工技术学报. 2015(12)
[5]基于单神经元PI控制器的风电机组双馈感应发电机功率解耦控制[J]. 姚兴佳,王文静,郭庆鼎. 电气应用. 2014(04)
[6]一种新型的永磁同步风力发电机并网系统[J]. 张明锐,陈洁,王之馨,王少波,欧阳丽. 电力系统保护与控制. 2013(14)
[7]双馈感应风力发电机网侧变换器低电压穿越控制策略[J]. 蔚兰,陈国呈,曹大鹏,吴国祥,陈宇晨. 电工技术学报. 2011(07)
[8]双馈风力发电系统双PWM变换器比例谐振控制[J]. 陈炜,陈成,宋战锋,夏长亮. 中国电机工程学报. 2009(15)
[9]直驱式永磁同步风力发电机性能研究[J]. 张岳,王凤翔. 电机与控制学报. 2009(01)
[10]变速恒频风电机组网侧变换器在电网电压不平衡时控制策略的研究[J]. 林资旭,赵斌,李亚西,冯涛. 太阳能学报. 2007(04)
硕士论文
[1]风力机叶片气动性能分析及优化设计[D]. 张茶花.华北电力大学 2013
[2]基于鼠笼电机全功率风力发电的系统分析与研究[D]. 吴竞之.上海交通大学 2011
[3]风力机叶片几何设计与空气动力学仿真[D]. 包飞.大连理工大学 2009
本文编号：3622067
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3622067.html
