本文關(guān)鍵詞：MW級(jí)永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變槳距控制策略，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展非常迅速,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也是趨于大型化、智能化。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量和風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)中所占比重不斷增大,為維持電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行,迫切需要對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略進(jìn)行改進(jìn),使風(fēng)電從波動(dòng)大、可靠性低的“劣電”改善為穩(wěn)定、可靠的“優(yōu)電”。大型的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)大慣性、純滯后的非線性系統(tǒng),在此系統(tǒng)中,變槳距控制是其核心控制部分之一。變槳距控制不僅關(guān)系著風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸出電能的質(zhì)量,更決定機(jī)組能否正常運(yùn)行。其變槳控制系統(tǒng)具有高階非線性、強(qiáng)耦合的特點(diǎn)。為穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出有功功率,目前,風(fēng)電領(lǐng)域常采用傳統(tǒng)PID控制方法進(jìn)行變槳距控制。PID控制方法簡單易于操作,但在實(shí)際應(yīng)用中,由于風(fēng)電系統(tǒng)易受隨機(jī)性大擾動(dòng)影響,且風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)精確模型難以確立,所以其控制精度與預(yù)期相去甚遠(yuǎn),這對(duì)風(fēng)電的并網(wǎng)、消納極為不利,這也是電力系統(tǒng)中風(fēng)電消納、新能源接入的瓶頸所在。本文在對(duì)永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電原理研究的基礎(chǔ)上,建立風(fēng)輪機(jī)模型,傳動(dòng)系統(tǒng)模型、變槳距系統(tǒng)模型、永磁同步發(fā)電機(jī)模型和變流器模型,并且在分析永磁直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性的基礎(chǔ)上,對(duì)PID控制、非線性最優(yōu)控制和代數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等控制算法進(jìn)行了研究,得到各控制算法在永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的控制特點(diǎn),并且針對(duì)各控制策略的控制特點(diǎn),將PID控制分別與非線性最優(yōu)控制、代數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,構(gòu)成兩種新型控制策略,此外,在文中應(yīng)用蟻群算法對(duì)PID控制器參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,確立非線性最優(yōu)控制與PID控制結(jié)合的閾值,并且將優(yōu)化后的PID參數(shù)作為代數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初值。最后,根據(jù)文中所提出的變槳距控制策略,設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的控制器,運(yùn)用MATLAB平臺(tái)中的Simulink工具,對(duì)系統(tǒng)在階躍風(fēng)速和全風(fēng)速兩種工況下進(jìn)行分析,結(jié)果表明本文所提出的兩種新型控制策略在永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中可以獲得良好的控制效果,實(shí)現(xiàn)功率輸出更為平穩(wěn)、恒定。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 變槳距控制 PID控制 非線性最優(yōu)控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題研究背景與意義10-13
• 1.1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.2 課題研究意義11-13
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)13-15
• 1.2.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)目前主要機(jī)型13-14
• 1.2.2 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)14-15
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率控制調(diào)節(jié)方式15-16
• 1.3.1 失速調(diào)節(jié)15-16
• 1.3.2 變槳距調(diào)節(jié)16
• 1.4 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題及發(fā)展趨勢(shì)16-20
• 1.4.1 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀16
• 1.4.2 目前風(fēng)力發(fā)電存在問題16-18
• 1.4.3 變槳距控制策略研究現(xiàn)狀與存在問題18-19
• 1.4.4 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)19-20
• 1.5 本文主要內(nèi)容20-22
• 第二章 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)原理22-34
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本原理22
• 2.2 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析22-24
• 2.3 風(fēng)輪機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)分析24-27
• 2.3.1 風(fēng)能計(jì)算25
• 2.3.2 貝茨理論25-27
• 2.4 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變槳距原理27-29
• 2.5 變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)29-30
• 2.5.1 液壓變槳距控制系統(tǒng)29-30
• 2.5.2 電動(dòng)變槳距控制系統(tǒng)30
• 2.6 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行區(qū)間分析30-32
• 2.7 本章小結(jié)32-34
• 第三章 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模34-54
• 3.1 空氣動(dòng)力學(xué)模型建立34-36
• 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)模型36
• 3.3 槳距角執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型36-37
• 3.4 永磁同步發(fā)電機(jī)模型37-42
• 3.4.1 靜止三相坐標(biāo)軸系下的數(shù)學(xué)模型37-39
• 3.4.2 相變換39-41
• 3.4.3 整流子變換41-42
• 3.5 全功率變流器模型42-51
• 3.5.1 機(jī)側(cè)變流器模型建立43-48
• 3.5.2 網(wǎng)側(cè)變流器模型建立48-51
• 3.6 本章小結(jié)51-54
• 第四章 永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變槳距控制算法研究54-80
• 4.1 PID控制工作原理54-58
• 4.1.1 位置式PID控制器55-56
• 4.1.2 增量式PID控制器56-57
• 4.1.3 數(shù)字式PID控制的算法實(shí)現(xiàn)57-58
• 4.2 非線性最優(yōu)控制與PID控制相結(jié)合新型控制策略58-67
• 4.2.1 精確反饋線性化58-62
• 4.2.2 基于精確線性化的非線性最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)62-63
• 4.2.3 非線性最優(yōu)與PID控制結(jié)合的變槳距控制策略63-65
• 4.2.4 基于蟻群算法對(duì)閾值以及PID控制器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)65-67
• 4.3 新型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略67-78
• 4.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)67-69
• 4.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法缺陷69-71
• 4.3.3 代數(shù)神經(jīng)算法基本原理71-75
• 4.3.4 計(jì)算實(shí)例75-76
• 4.3.5 代數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器76-78
• 4.4 本章小節(jié)78-80
• 第五章 風(fēng)力發(fā)電變槳距控制策略分析80-90
• 5.1 模型搭建80-82
• 5.2 控制狀態(tài)分析82-88
• 5.2.1 階躍風(fēng)速下系統(tǒng)分析82-84
• 5.2.2 全風(fēng)速條件下系統(tǒng)分析84-88
• 5.3 本章小結(jié)88-90
• 第六章 結(jié)論與展望90-92
• 6.1 主要結(jié)論90-91
• 6.2 進(jìn)一步研究展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 致謝96-98
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄98

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邢作霞;陳雷;孫宏利;王哲;;獨(dú)立變槳距控制策略研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2011年26期

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3 馬忠鑫;潘庭龍;;風(fēng)電系統(tǒng)獨(dú)立變槳距控制綜述[J];微特電機(jī);2011年12期

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本文編號(hào)：325923