基于模糊逻辑的直驱风电机组变桨距控制
发布时间：2021-03-27 13:16
风能作为一种清洁、可再生而且储量巨大的能源,是当前应对能源危机和环境污染的一个重要手段,其开发受到了世界各国的重视。目前,大型变速变桨距风电机组逐渐取代定桨距风电机组占据市场主导地位。因此对风力发电机组先进变桨控制系统的研究、开发和应用具有重要的理论价值和现实意义。首先论文从变桨距风力机空气动力学进行研究,得出变桨距变速恒频控制的理论基础,并探讨了变桨距控制的基本规律,阐述了风电机组对变桨系统的要求,并根据其研究了电动变桨距系统的基本控制结构及基本控制策略。随后研究了永磁同步电机直接转矩控制的基本原理,并利用直接转矩控制技术设计了电动变桨伺服系统转矩、速度、位置的三闭环控制方案。针对风电系统强非线性以及难以建立精确数学模型的特征,而模糊控制最大的优点是主要从专家或经验中采集知识,不依赖对象精确的数学模型。本文以模糊逻辑控制方法分别设计了电动变桨伺服系统速度环的模糊PI控制器、位置环的模糊PD控制器。然后,基于变桨距系统的三闭环控制方案和直接转矩控制方法,建立变桨伺服系统的数学模型并在Matlab/Simulink环境里进行了仿真研究。通过仿真,验证了其具有良好的性能指标。最后,基于直驱...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
总体化设计降低成本（2）变桨变速风电机组逐步替代定桨定速风电机组
纤维桨叶比起传统桨叶具有如下优势：．使得桨叶气动和结构性能得到很好的匹配，进而降低整机的系统．实现更细、更薄的叶片，提高气动性能和年发电量；．降低叶片重量，降低叶片实度，降低对整机的载荷，进而降低系统外，柔性桨叶亦是未来桨叶的一个发展方向。机的一些桨叶最初是根据直升飞机的机翼设计的，但风机桨叶的运飞机的机翼有很大的不同。为了增加风机捕捉风能的效率，需对叶改进。例如，美国国家再生能源实验室开发了一种新型叶片，比早桨叶更能捕捉风能。因此在丹麦、美国、德国等风电技术发达的国业研究人员都在利用先进的设备和技术条件致力于新叶型的从理发研究。另外，科研人员也通过叶片附加装置技术以提升叶片性能音，例如，涡轮发生器可阻止面内流动分离和稳定面外流动，格尼特殊运行条件下的载荷并获得更高发电量，叶尖小翼可提升发电量等，如图 1.3 所示[8]。
限制：功率限制和转速限制，研究断优化的输出功率曲线，又要满足统所起的作用将其运行过程分为功率状态。风轮的桨叶在静止时，即桨距角叶实际上是一块阻尼板。当风速°方向转动，直到气流对桨叶产生风轮转速达到设定值后，桨叶继续电网以前，变桨距系统的桨距给定总体原则是：转速反馈信号与给定迎风面积减小的方向转动一定角度以使风轮转速不超过设定值。当风并入电网，如图 2.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]现代大型风电机组现状与发展趋势[J]. 刘德顺,戴巨川,胡燕平,沈祥兵. 中国机械工程. 2013(01)
[2]风力机叶片动力特性实验台设计[J]. 李海波,卢绪祥,李录平,邓晓湖. 热能动力工程. 2012(01)
[3]分段模糊变桨距控制系统的设计与仿真[J]. 姚兴佳,张雅楠,郭庆鼎,井艳军. 太阳能学报. 2011(09)
[4]独立变桨距控制策略研究[J]. 邢作霞,陈雷,孙宏利,王哲. 中国电机工程学报. 2011(26)
[5]变速变桨风力发电机组的桨距控制及载荷优化[J]. 何玉林,苏东旭,黄帅,任海军,陈真. 电力系统保护与控制. 2011(16)
[6]风力发电及其技术发展综述[J]. 李军军,吴政球,谭勋琼,陈波. 电力建设. 2011(08)
[7]变速风力发电机组的多变量桨距控制策略[J]. 何玉林,黄帅,苏东旭,李俊,任海军,刘军. 电力系统保护与控制. 2011(15)
[8]变速风力发电机组自适应模糊控制技术[J]. 陈家伟,陈杰,陈冉,陈志辉,龚春英,严仰光. 中国电机工程学报. 2011(21)
[9]变速变桨距风电机组的高风速变桨距控制[J]. 王斌,吴焱,丁宏,杨卫民,余华武. 电力自动化设备. 2010(08)
[10]变速恒频风力发电机组控制技术综述[J]. 宋卓彦,王锡凡,滕予非,宁联辉,张钦. 电力系统自动化. 2010(10)
博士论文
[1]永磁同步电机直接转矩控制系统若干关键问题研究[D]. 杨建飞.南京航空航天大学 2011
[2]大型风力发电机组的智能滑模变结构控制研究[D]. 贾增周.华北电力大学（河北） 2008
[3]大型变速变距风力发电机组的柔性协调控制技术研究[D]. 邢作霞.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]大型风力发电机组变速变桨距控制研究[D]. 罗敏.重庆大学 2013
[2]风力发电机变桨距控制技术的研究[D]. 李彦龙.内蒙古大学 2012
[3]基于直接转矩控制的电动变桨距系统研究[D]. 王翔.兰州交通大学 2011
[4]电动变桨系统的模糊控制研究[D]. 赵香桂.兰州交通大学 2011
[5]基于MATLAB的永磁风力发电机动态仿真[D]. 王莹.大连理工大学 2009
[6]永磁同步电机直接转矩控制系统的研究[D]. 肖卫文.湖南大学 2009
本文编号：3103576
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
总体化设计降低成本（2）变桨变速风电机组逐步替代定桨定速风电机组
纤维桨叶比起传统桨叶具有如下优势：．使得桨叶气动和结构性能得到很好的匹配，进而降低整机的系统．实现更细、更薄的叶片，提高气动性能和年发电量；．降低叶片重量，降低叶片实度，降低对整机的载荷，进而降低系统外，柔性桨叶亦是未来桨叶的一个发展方向。机的一些桨叶最初是根据直升飞机的机翼设计的，但风机桨叶的运飞机的机翼有很大的不同。为了增加风机捕捉风能的效率，需对叶改进。例如，美国国家再生能源实验室开发了一种新型叶片，比早桨叶更能捕捉风能。因此在丹麦、美国、德国等风电技术发达的国业研究人员都在利用先进的设备和技术条件致力于新叶型的从理发研究。另外，科研人员也通过叶片附加装置技术以提升叶片性能音，例如，涡轮发生器可阻止面内流动分离和稳定面外流动，格尼特殊运行条件下的载荷并获得更高发电量，叶尖小翼可提升发电量等，如图 1.3 所示[8]。
限制：功率限制和转速限制，研究断优化的输出功率曲线，又要满足统所起的作用将其运行过程分为功率状态。风轮的桨叶在静止时，即桨距角叶实际上是一块阻尼板。当风速°方向转动，直到气流对桨叶产生风轮转速达到设定值后，桨叶继续电网以前，变桨距系统的桨距给定总体原则是：转速反馈信号与给定迎风面积减小的方向转动一定角度以使风轮转速不超过设定值。当风并入电网，如图 2.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]现代大型风电机组现状与发展趋势[J]. 刘德顺,戴巨川,胡燕平,沈祥兵. 中国机械工程. 2013(01)
[2]风力机叶片动力特性实验台设计[J]. 李海波,卢绪祥,李录平,邓晓湖. 热能动力工程. 2012(01)
[3]分段模糊变桨距控制系统的设计与仿真[J]. 姚兴佳,张雅楠,郭庆鼎,井艳军. 太阳能学报. 2011(09)
[4]独立变桨距控制策略研究[J]. 邢作霞,陈雷,孙宏利,王哲. 中国电机工程学报. 2011(26)
[5]变速变桨风力发电机组的桨距控制及载荷优化[J]. 何玉林,苏东旭,黄帅,任海军,陈真. 电力系统保护与控制. 2011(16)
[6]风力发电及其技术发展综述[J]. 李军军,吴政球,谭勋琼,陈波. 电力建设. 2011(08)
[7]变速风力发电机组的多变量桨距控制策略[J]. 何玉林,黄帅,苏东旭,李俊,任海军,刘军. 电力系统保护与控制. 2011(15)
[8]变速风力发电机组自适应模糊控制技术[J]. 陈家伟,陈杰,陈冉,陈志辉,龚春英,严仰光. 中国电机工程学报. 2011(21)
[9]变速变桨距风电机组的高风速变桨距控制[J]. 王斌,吴焱,丁宏,杨卫民,余华武. 电力自动化设备. 2010(08)
[10]变速恒频风力发电机组控制技术综述[J]. 宋卓彦,王锡凡,滕予非,宁联辉,张钦. 电力系统自动化. 2010(10)
博士论文
[1]永磁同步电机直接转矩控制系统若干关键问题研究[D]. 杨建飞.南京航空航天大学 2011
[2]大型风力发电机组的智能滑模变结构控制研究[D]. 贾增周.华北电力大学（河北） 2008
[3]大型变速变距风力发电机组的柔性协调控制技术研究[D]. 邢作霞.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]大型风力发电机组变速变桨距控制研究[D]. 罗敏.重庆大学 2013
[2]风力发电机变桨距控制技术的研究[D]. 李彦龙.内蒙古大学 2012
[3]基于直接转矩控制的电动变桨距系统研究[D]. 王翔.兰州交通大学 2011
[4]电动变桨系统的模糊控制研究[D]. 赵香桂.兰州交通大学 2011
[5]基于MATLAB的永磁风力发电机动态仿真[D]. 王莹.大连理工大学 2009
[6]永磁同步电机直接转矩控制系统的研究[D]. 肖卫文.湖南大学 2009
本文编号：3103576
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