本文關鍵詞：離網(wǎng)式垂直軸小型風電控制系統(tǒng)設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著不可再生能源面臨枯竭、環(huán)境日益惡化、經(jīng)濟和科技迅速發(fā)展等因素的驅動下,可再生能源開發(fā)技術的發(fā)展空間日益壯大,其中風能開發(fā)尤為突出。在我國,離網(wǎng)式小型風電技術是解決偏遠地區(qū),如高原、海島、牧區(qū)和特殊環(huán)境居民用電問題的主要方式。但由于自然風季節(jié)性變化和負載波動變化,使得離網(wǎng)式小型風力發(fā)電系統(tǒng)的應用受到一定限制,無法得到推廣。本文采用小型垂直軸風力發(fā)電機為研究對象,其啟動風速低,可以被應用到更多的環(huán)境中。本文主要在離網(wǎng)式風電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制(MPPT)、蓄電池充放電控制問題上進行學習和研究。對比現(xiàn)有風電系統(tǒng)中最大功率點跟蹤(MPPT)方法,對葉尖速比控制、功率信號反饋控制和擾動觀察法等控制策略的原理進行學習和分析。確定采用適合小型風電系統(tǒng)的變步長擾動法來進行最大功率點的跟蹤控制,該方法改善了擾動觀察法因擾動變量大小的選取上存在不合理,而造成系統(tǒng)轉換效率低、易擾動出錯的缺點;并結合分階段充電法和最大功率點跟蹤控制策略的充電方法有效地提高蓄電池的充電效率,同時保障電池的充電穩(wěn)定,延長電池使用壽命。通過在Matlab/Simulink環(huán)境下進行仿真分析,驗證了本文設計的最大功率跟蹤控制方法和蓄電池充電策略有效性。最后通過實驗得到,本文設計的離網(wǎng)式垂直軸小型風電控制系統(tǒng),所采用的最大功率點跟蹤控制和蓄電池充放電控制策略,較好地實現(xiàn)設計的功能,達到了提高離網(wǎng)式小型風電系統(tǒng)運行可靠性和穩(wěn)定性的目的。
【關鍵詞】：離網(wǎng)式垂直軸 變步長擾動法 最大功率跟蹤 Matlab/Simulink
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 本課題研究的背景和意義8-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 離網(wǎng)式小型風電研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 離網(wǎng)式小型風力機分類12-13
• 1.2.3 蓄電池充電技術介紹13-14
• 1.3 本課題的主要研究內容14-15
• 2 離網(wǎng)式垂直軸風電系統(tǒng)介紹15-29
• 2.1 系統(tǒng)結構介紹15-17
• 2.2 垂直軸風力機的工作原理17-24
• 2.2.1 風速模型17-18
• 2.2.2 風力機特性18-22
• 2.2.3 垂直軸風力機工作特性和數(shù)學模型22-24
• 2.3 永磁發(fā)電機工作原理及模型24
• 2.4 蓄電池工作原理及數(shù)學模型24-25
• 2.5 電能轉換單元和控制單元25-28
• 2.6 本章小結28-29
• 3 離網(wǎng)式風電系統(tǒng)控制技術研究29-43
• 3.1 離網(wǎng)式風電系統(tǒng)最大功率跟蹤方法29-37
• 3.1.1 已有的最大功率跟蹤方法29-32
• 3.1.2 基于電壓跟蹤的變步長擾動觀察法32-37
• 3.2 蓄電池充電策略37-42
• 3.2.1 常用的蓄電池充電方法37-39
• 3.2.2 結合最大功率跟蹤的充電方法39-42
• 3.3 本章小結42-43
• 4 風力發(fā)電系統(tǒng)的模型與仿真43-57
• 4.1 系統(tǒng)各個模塊模型43-49
• 4.2 仿真分析49-56
• 4.2.1 恒定風速下最大功率跟蹤控制分析49-51
• 4.2.2 組合風速下最大功率跟蹤控制分析51-54
• 4.2.3 蓄電池充電仿真分析54-56
• 4.3 本章小結56-57
• 5 離網(wǎng)式垂直軸小型風電系統(tǒng)實驗57-73
• 5.1 系統(tǒng)硬件平臺設計57-64
• 5.1.1 主要部件選型57-60
• 5.1.2 電壓電流檢測電路60-61
• 5.1.3 主變換電路設計61-64
• 5.2 系統(tǒng)軟件設計64-67
• 5.2.1 軟件平臺介紹64
• 5.2.2 程序流程設計64-67
• 5.3 系統(tǒng)測試及分析67-72
• 5.3.1 實物實驗67-70
• 5.3.2 實驗分析70-72
• 5.4 本章小結72-73
• 總結展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-78
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及研究成果78

  本文關鍵詞：離網(wǎng)式垂直軸小型風電控制系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：464218