风力发电最大功率点跟踪方法的研究

发布时间：2017-07-20 03:03

  本文关键词：风力发电最大功率点跟踪方法的研究

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【摘要】：现如今，随着全球经济、科技的迅猛发展以及现代工业化规模的不断扩大，人们对于能源的需求量不断的增加。然而随着人类对传统能源的过度消耗造成的资源逐渐枯竭以及生态环境日益恶化等问题正在时刻警醒着人们。为了有效解决上述问题，科学家们已经开始着手开发新能源来逐渐取代传统能源。风能作为一种在地球上储量丰富、可以循环利用并且无污染的绿色环保能源已经引起了越来越多人的重视。 风力发电是一种将风能转化为电能的发电方式。风力机从风能中捕获能量与风力机的转速和风速有关，在任意一个风速下捕获的风能都存在一个最大值，而这个最大值所对应的转速称为最佳转速。由于风能具有随机性和不确定性的特点，如何在风速变化的情况下使风力发电系统快速的到达在该风速下的最佳转速使其实现最大功率点的跟踪，从而使风力发电系统的输出功率最大是目前风力发电领域科学家们研究的热点问题。 本文重点分析了双馈风力发电系统的特性，对现今应用较多的几种最大功率点跟踪方法进行了深入研究，在比较了这几种方法优点和不足的基础上，对叶尖速比法和爬山搜索法进行了详细讨论，并且设计了一种将叶尖速比和变步长爬山搜索相结合的新方法对最大功率点进行跟踪。通过加入尖速比，，能够使风力机的转速迅速定位在最佳转速附近，进而缩小了最大功率点的调整范围，提高了调整速度，节省了时间；通过变步长爬山搜索策略可以使风力发电系统在最大功率点附近进行精确搜索，保证了系统能够准确的跟踪到最大功率点。该方法的优点是能够快速并且准确的跟踪风力发电系统的最大功率点。最后通过matlab做出仿真分析，仿真结果表明，无论在基本风还是在随机风下，与爬山搜索法相比，本文设计的方法能够使风力发电系统更快速和准确的跟踪到最大功率点。
【关键词】：风力发电 最大功率点跟踪 叶尖速比 变步长爬山搜索法
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题研究背景9-13
• 1.2 课题的研究意义13
• 1.3 课题的研究现状13-17
• 1.4 本文主要的研究内容17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 第2章 交流励磁变速恒频风力发电系统基本理论19-32
• 2.1 变速恒频风力发电技术的优点19-20
• 2.2 交流励磁双馈风力发电机的发电原理20-21
• 2.3 风力发电系统的结构21
• 2.4 风力发电系统的运行状态21-22
• 2.5 风速模型的特性及分析22-24
• 2.6 风力机数学模型以及特性分析24-27
• 2.7 双馈电机的数学模型27-31
• 2.7.1 三相静止坐标系下双馈电机数学模型27-28
• 2.7.2 坐标变换28
• 2.7.3 dq 轴坐标系下双馈电机的数学模型28-29
• 2.7.4 定子磁链定向矢量控制29-31
• 2.8 本章小结31-32
• 第3章 风力发电系统最大功率点跟踪方法32-40
• 3.1 功率信号反馈法32-33
• 3.2 叶尖速比法33-35
• 3.3 三点比较法35-37
• 3.4 爬山搜索法37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 TSR 与 HCS 相结合的最大功率点跟踪算法的设计40-47
• 4.1 TSR 和 HCS 相结合的最大功率点跟踪方法的设计40-44
• 4.1.1 初始 TSR（叶尖速比）的加入及分析40-42
• 4.1.2 变步长 HCS（爬山搜索）的分析42-44
• 4.2 TSR 与 HCS 相结合的最大功率点跟踪算法的执行过程44-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第5章 仿真结果分析47-55
• 5.1 风力发电系统在最大功率点跟踪状态下的仿真分析47-52
• 5.1.1 在基本风下两种方法的仿真比较47-49
• 5.1.2 在随机风下两种方法的仿真比较49-52
• 5.2 在恒功率状态下该方法的仿真分析52-54
• 5.3 本章小结54-55
• 第6章 结论与展望55-57
• 参考文献57-60
• 在学研究成果60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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3 龙腾飞;丁宣浩;蔡如华;;MPPT的三点比较法与登山法比较分析[J];大众科技;2007年02期

4 姚兴佳;韩嵩];赵希梅;郭庆鼎;;变速恒频双馈风力发电机的最大风能追踪控制[J];电气传动;2012年07期

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本文编号：565938