风力发电机组最大功率控制方案研究

发布时间：2023-04-27 02:03

　　如何能够使得风力发电系统始终保持或接近最大的功率点,是高效地利用风能的关键所在。本文以风力发电系统的最大功率点跟踪技术为核心研究内容,开展的主要研究工作有:首先,对风力发电系统和风机性能进行了分析。对比了垂直风机和水平风机的优缺点,分析了风机系统的构成。对风机性能进行了分析,包括风机叶片的受力分析、风机功率模型的分析、风机风速-功率曲线分析,阐述了最大功率点跟踪控制技术对于风力发电系统高效工作的必要性。其次,针对风力发电系统的最大功率点跟踪问题,对传统爬山算法进行改进,设计了一种新的算法。分析了爬山算法的基本原理,搜索步长、搜索方向两个关键问题对于爬山算法效率和准确性的影响。引入环境条件相关参数,设计了改进爬山算法。改进爬山算法中,分别考虑了四种情况,并通过两个参数灵活调整左侧搜索和右侧搜索的步长,进而对搜索方向进行了双参数的控制设计。最后,对基于直驱永磁发电机的小型风力发电系统进行了电路设计,重点对主体电路中的三重交错升压电路进行了设计和性能分析,进而给出了电感参数、电容参数的设计依据。在Matlab\Simulink仿真环境下,分别基于传统爬山算法、变步长爬山算法、本文改进爬山算法...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 风力发电系统的国内外研究现状
        1.2.2 风力发电系统最大功率点跟踪技术的国内外研究现状
    1.3 论文的整体结构安排
第2章 风力发电系统及风机性能分析
    2.1 小型风力发电系统分析
        2.1.1 小型风力发电系统结构
        2.1.2 小型风力发电系统特点
    2.2 风机系统分析
        2.2.1 垂直风机
        2.2.2 水平风机
        2.2.3 风机系统构成
    2.3 风机性能分析
        2.3.1 风机叶片受力分析
        2.3.2 风机功率模型构建
        2.3.3 风机风速-功率曲线分析
    2.4 本章小结
第3章 基于改进爬山算法的最大功率点跟踪
    3.1 爬山算法
    3.2 爬山算法的关键点分析
        3.2.1 搜索步长分析
        3.2.2 搜索方向分析
        3.2.3 环境参数配置
    3.3 改进爬山算法
        3.3.1 爬山算法的改进思路
        3.3.2 改进爬山算法的详细设计
    3.4 本章小结
第4章 小型风力发电系统的最大功率点跟踪仿真
    4.1 小型风力发电系统的电路设计
        4.1.1 系统总体电路
        4.1.2 升压电路
        4.1.3 电感参数配置
        4.1.4 电容参数配置
    4.2 最大功率点跟踪仿真实验
        4.2.1 仿真条件设置
        4.2.2 传统爬山算法的效果
        4.2.3 变步长爬山算法效果
        4.2.4 本文改进爬山算法效果
    4.3 本章小结
第5章 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3802642