大型海上高温超导风电机组的MPPT及载荷优化控制研究
发布时间：2022-01-26 13:12
随着世界工业化进程的加快和陆上风力发电机技术的成熟,西方国家已经对超大型海上风电机组有较深入的研究,而我国对于海上风力发电技术的研究才刚刚开始。为了降低海上发电成本和关键部件的载荷,对风力发电机组的控制器性能提出了更高的要求。正确建立超大型漂浮式海上高温超导风电机组的模型,设计性能良好的最大功率跟踪（MPPT）、独立变桨及漂浮式平台控制器是一项重要的内容。对于提高我国超大型海上风电技术的研究,达到国际先进水平,具有深远的意义。论文完成的主要研究工作有:（1）超导发电机借鉴现有的双馈感应发电机和永磁同步发电机的建模方法,结合高温超导体的超导特性建立高温超导发电机的数学模型。超导发电机系统是一个高度非线性、强耦合的系统,其超导材料易失超。因此,在正常运行情况下提供低电压大电流。（2）最大功率跟踪（MPPT）算法设计考虑到超大型风机尚未成熟的功率运行曲线或数据参考,拟根据系统非线性动力学方程,快速搜索并在线更新MPPT核心参数。最大功率的跟踪采用反演自适应控制器,完成快速、实用的最大功率跟踪优化控制器设计,提高风能转化效率并增强算法适用性。（3）载荷优化为了在转矩控制和桨距控制系统中减少高频...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.1.1 课题研究的背景
1.1.2 课题研究的意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文课题来源
1.4 论文的研究内容
1.5 论文创新点和技术路线
第二章 高温超导发电机的数学建模
2.1 引言
2.2 高温超导体
2.2.1 超导特性
2.2.2 超导材料
2.3 高温超导发电机的优点
2.4 高温超导同步发电机的基本组成
2.5 高温超导发电机的数学模型
2.6 本章小结
第三章 超大型海上风电系统的控制策略
3.1 引言
3.2 海上风力发电机系统
3.2.1 空气动力学
3.2.2 传动链
3.3 风力发电机组的运行模式
3.4 控制策略
3.4.1 控制目标
3.4.2 最大功率跟踪
3.5 本章小结
第四章 最大功率跟踪的控制器设计
4.1 引言
4.2 基本原理
4.3 控制器设计
4.4 滤波器设计
4.5 阻尼控制器设计
4.5.1 塔架侧向振动控制
4.5.2 传动链振动控制
4.6 仿真研究
4.6.1 最大功率跟踪
4.6.2 阻尼控制
4.7 本章小结
第五章 超大型漂浮式风机的独立变桨控制
5.1 引言
5.2 漂浮式平台
5.3 独立变桨控制策略的设计和实现
5.3.1 控制目标
5.3.2 独立变桨控制模型
5.3.3 设计神经自适应PID控制器
5.4 仿真结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本论文研究总结
6.2 存在的问题
6.3 进一步研究的方向
致谢
参考文献
附录A: 参数
超导发电机
5MW风机参数
Tursim参数配置
Fast参数配置
海况及漂浮式平台
阵风参数配置
滤波器参数
作者在攻读硕士学位期间研究成果
A.发表的学术论文及软件著作权
B.参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]异步电动机自适应反步控制[J]. 王德瑞. 中国新通信. 2012(14)
[2]基于高温超导技术的大功率海上风力发电机技术[J]. 李斌. 东方电机. 2012 (03)
[3]漂浮式海上风力发电机组独立变桨距控制技术研究[J]. 鲁效平,李伟,林勇刚. 太阳能学报. 2012(04)
[4]超导材料研制及其舰船和风电应用最新进展[J]. 陈宏,谢述锋,程德彬. 材料开发与应用. 2012(02)
[5]风力发电机组控制技术综述及展望[J]. 李鹏,宋永端,刘卫,孙黎翔,秦明. 电气自动化. 2010(05)
[6]我国高温超导技术研究现状[J]. 杨天信,谢毅立,胡来平,王生旺,王贤华. 中国电子科学研究院学报. 2008(02)
[7]永磁同步电动机自适应反步控制的建模与仿真[J]. 胡建辉,邹继斌. 系统仿真学报. 2007(02)
[8]海上风力发电机组基础的选择[J]. 邢作霞,陈雷,姚兴佳. 能源工程. 2005(06)
博士论文
[1]海上风电机组系统动力学建模及仿真分析研究[D]. 王磊.重庆大学 2011
[2]直驱式风力发电变流系统拓扑及控制策略研究[D]. 李杰.上海大学 2009
[3]风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术研究[D]. 赵阳.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]基于反步自适应原理的永磁同步电机无传感器控制系统的研究[D]. 张凯.东北大学 2010
本文编号：3610552
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.1.1 课题研究的背景
1.1.2 课题研究的意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文课题来源
1.4 论文的研究内容
1.5 论文创新点和技术路线
第二章 高温超导发电机的数学建模
2.1 引言
2.2 高温超导体
2.2.1 超导特性
2.2.2 超导材料
2.3 高温超导发电机的优点
2.4 高温超导同步发电机的基本组成
2.5 高温超导发电机的数学模型
2.6 本章小结
第三章 超大型海上风电系统的控制策略
3.1 引言
3.2 海上风力发电机系统
3.2.1 空气动力学
3.2.2 传动链
3.3 风力发电机组的运行模式
3.4 控制策略
3.4.1 控制目标
3.4.2 最大功率跟踪
3.5 本章小结
第四章 最大功率跟踪的控制器设计
4.1 引言
4.2 基本原理
4.3 控制器设计
4.4 滤波器设计
4.5 阻尼控制器设计
4.5.1 塔架侧向振动控制
4.5.2 传动链振动控制
4.6 仿真研究
4.6.1 最大功率跟踪
4.6.2 阻尼控制
4.7 本章小结
第五章 超大型漂浮式风机的独立变桨控制
5.1 引言
5.2 漂浮式平台
5.3 独立变桨控制策略的设计和实现
5.3.1 控制目标
5.3.2 独立变桨控制模型
5.3.3 设计神经自适应PID控制器
5.4 仿真结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本论文研究总结
6.2 存在的问题
6.3 进一步研究的方向
致谢
参考文献
附录A: 参数
超导发电机
5MW风机参数
Tursim参数配置
Fast参数配置
海况及漂浮式平台
阵风参数配置
滤波器参数
作者在攻读硕士学位期间研究成果
A.发表的学术论文及软件著作权
B.参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]异步电动机自适应反步控制[J]. 王德瑞. 中国新通信. 2012(14)
[2]基于高温超导技术的大功率海上风力发电机技术[J]. 李斌. 东方电机. 2012 (03)
[3]漂浮式海上风力发电机组独立变桨距控制技术研究[J]. 鲁效平,李伟,林勇刚. 太阳能学报. 2012(04)
[4]超导材料研制及其舰船和风电应用最新进展[J]. 陈宏,谢述锋,程德彬. 材料开发与应用. 2012(02)
[5]风力发电机组控制技术综述及展望[J]. 李鹏,宋永端,刘卫,孙黎翔,秦明. 电气自动化. 2010(05)
[6]我国高温超导技术研究现状[J]. 杨天信,谢毅立,胡来平,王生旺,王贤华. 中国电子科学研究院学报. 2008(02)
[7]永磁同步电动机自适应反步控制的建模与仿真[J]. 胡建辉,邹继斌. 系统仿真学报. 2007(02)
[8]海上风力发电机组基础的选择[J]. 邢作霞,陈雷,姚兴佳. 能源工程. 2005(06)
博士论文
[1]海上风电机组系统动力学建模及仿真分析研究[D]. 王磊.重庆大学 2011
[2]直驱式风力发电变流系统拓扑及控制策略研究[D]. 李杰.上海大学 2009
[3]风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术研究[D]. 赵阳.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]基于反步自适应原理的永磁同步电机无传感器控制系统的研究[D]. 张凯.东北大学 2010
本文编号：3610552
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3610552.html
