【摘要】：環(huán)境污染問題的日益突出,地球上化石能源的急劇減少,使得我們必須大力發(fā)展清潔可再生能源。風電以其清潔、無污染、建設(shè)周期短、運營成本低等優(yōu)點,現(xiàn)已成為能源行業(yè)的重點領(lǐng)域;在所有風力發(fā)電機組中,直驅(qū)式永磁風力發(fā)電系統(tǒng)以其高效率低故障的特牲得到了迅速的發(fā)展。首先,本文介紹了風力發(fā)電的技術(shù)背景和國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,并給出了離網(wǎng)型直驅(qū)式永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。論述了風力發(fā)電的理論基礎(chǔ),闡述了坐標變換基本原理并給出了永磁同步發(fā)電機的數(shù)學模型,詳細分析各種斬波電路的原理及特點,為后面分析最大功率追蹤的原理和建立模型奠定了基礎(chǔ)。其次,重點研究了直驅(qū)式永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤原理,給出了最大功率跟蹤與占空比的關(guān)系。介紹了最大功率的兩種調(diào)節(jié)方式,進而對比研究了幾種常用的最大功率跟蹤方法,最佳葉尖速比法、功率反饋法以及爬山搜索法。隨后,具體分析研究了基于BOOST電路的爬山搜索法,針對傳統(tǒng)的爬山搜索法和梯度式變步長爬山搜索法存在的不足,提出了改進的梯度式變步長爬山搜索算法。最后,在MATLAB/Simulink平臺上搭建了小型離網(wǎng)直驅(qū)式永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率仿真模型以及組合風速仿真模型,仿真輸出了風力機的特性曲線和組合風速曲線。從組合風速曲線可以看出該模型仿真出了風速的隨機性、漸變性、突變性等特點,并對改進前和改進后的爬山搜索法進行了對比,結(jié)果表明:改進的梯度式變步長爬山搜索法不但能夠快速地追蹤到最大功率點,而且具有很高的準確性。
[Abstract]:The problem of environmental pollution is becoming more and more serious, and the fossil energy on the earth is decreasing rapidly, so we must develop clean and renewable energy. Wind power has become the key field of energy industry because of its advantages of clean, pollution-free, short construction period, low operating cost and so on. Among all wind turbines, direct-drive permanent magnet wind power generation system has been developed rapidly because of its high efficiency and low fault. Firstly, this paper introduces the technical background of wind power generation and the development situation at home and abroad, and gives the structure of off-grid direct-drive permanent magnet wind power generation system. This paper discusses the theoretical basis of wind power generation, expounds the basic principle of coordinate transformation, gives the mathematical model of permanent magnet synchronous generator, and analyzes in detail the principle and characteristics of various chopping circuits. It lays a foundation for the analysis of the principle of maximum power tracing and the establishment of model. Secondly, the principle of maximum power tracking for direct-drive permanent magnet wind power generation system is studied, and the relationship between maximum power tracking and duty cycle is given. This paper introduces two ways of regulating the maximum power, and then compares and studies several commonly used maximum power tracking methods, the best tip speed ratio method, the power feedback method and the mountain climbing search method. Then, the mountain climbing method based on BOOST circuit is analyzed and studied in detail. Aiming at the shortcomings of traditional mountain climbing search method and gradient variable step size mountain climbing search method, an improved gradient variable step size mountain climbing algorithm is proposed. Finally, the maximum power simulation model and the combined wind speed simulation model of the small off-grid direct-drive permanent magnet wind power generation system are built on the MATLAB/Simulink platform. The characteristic curve and the combined wind speed curve of the wind turbine are simulated and outputted. It can be seen from the combined wind speed curve that the model simulates the randomness, gradual variation and mutation of wind speed, and compares the improved mountain climbing search method before and after the improvement. The results show that the improved gradient variable step size mountain climbing search method can not only track the maximum power points quickly, but also have high accuracy.
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM614

【參考文獻】

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本文編號：2331866