發(fā)布時(shí)間：2020-08-04 08:56

【摘要】：隨著自然環(huán)境惡化及化石能源日的枯竭,開發(fā)以風(fēng)能為代表的可再生能源作為傳統(tǒng)能源的替代品變得尤為迫切。為了在最大限度上利用風(fēng)能,風(fēng)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。但現(xiàn)存的風(fēng)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤技術(shù)仍然有許多缺陷,諸如:依賴轉(zhuǎn)速傳感器、追蹤速度與控制精度間的矛盾以及穩(wěn)態(tài)振蕩問題。本文以小型永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究平臺(tái),通過滑模極值搜索實(shí)現(xiàn)風(fēng)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤。滑模極值搜索具有:不依賴搜索對(duì)象的數(shù)學(xué)模型、追蹤速度可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。但其控制參數(shù)設(shè)置不當(dāng),則可能導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)振蕩幅度大、控制精度低或無(wú)法跟隨當(dāng)前快速變化風(fēng)速等問題。為改善算法的動(dòng)態(tài)追蹤速度以及消除穩(wěn)態(tài)振蕩,本文首先優(yōu)化了小型永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu),用功率滑模控制器取代了傳統(tǒng)的PI雙環(huán)控制。在滑模極值搜索參數(shù)優(yōu)化方面,本文深入分析了滑模極值搜索中各參數(shù)對(duì)控制效果的影響,提出了新的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和參數(shù)優(yōu)化的約束條件。在此基礎(chǔ)上搭建了適用于滑模極值搜索參數(shù)優(yōu)化的框架。通過該框架,可以使用智能算法完成滑模極值搜索的控制參數(shù)優(yōu)化。為更好地完成參數(shù)優(yōu)化,避免智能算法在搜索中因個(gè)別個(gè)體停滯而導(dǎo)致算法早熟。本文在Kent映射的基礎(chǔ)上提出了一種新型的混沌螢火蟲算法。該算法利用了螢火蟲算法的強(qiáng)大的全局搜索能力,并通過混沌優(yōu)化過程增加了群算法個(gè)體的分散性,進(jìn)而加強(qiáng)局部搜索能力。混沌螢火蟲算法還應(yīng)用了個(gè)體淘汰機(jī)制與空間收縮機(jī)制提高搜索效率,并還有相應(yīng)的螢火蟲重生機(jī)制,該機(jī)制能在淘汰機(jī)制作用后能保證解的多樣性,防止算法陷入局部最優(yōu)。最后通過不同的最大功率追蹤方法、不同的智能算法與本文提出的方法進(jìn)行比較,仿真結(jié)果證明了本文所提的方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM614
【圖文】：

圖 1-1 風(fēng)力發(fā)電容量逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)圖就風(fēng)電在國(guó)家整體能源結(jié)構(gòu)中所占的比重而言，目前僅有個(gè)別歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家的風(fēng)電滲透率相對(duì)較高。在未來(lái)四年全球市場(chǎng)的四分之一的情況下，歐盟可能會(huì)吸引比美國(guó)和印度更多的設(shè)備，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中國(guó)。表 1-1 2016 年世界各國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量前 20 國(guó)[2]排名 國(guó)別 裝機(jī)容量/MW 排名 國(guó)別 裝機(jī)容量/MW1 中國(guó) 168,690 11 瑞典 6,5192 美國(guó) 82,183 12 土耳其 6,0813 德國(guó) 50,019 13 波蘭 5,7824 印度 28,665 14 葡萄牙 5,3165 西班牙 23,075 15 丹麥 5,2276 英國(guó) 14,542 16 荷蘭 4,3287 法國(guó) 12,065 17 澳大利亞 4,3278 加拿大 11,898 18 墨西哥 3,527

第 5 章 仿真及其分析于使用不同算法的追蹤系統(tǒng)，測(cè)試其性能用的隨機(jī)風(fēng)速模型所產(chǎn)生的風(fēng)速波形均為完全相同的。5.3 仿真模型的搭建為驗(yàn)證本文所提方法的有效性，在 MATLAB(R2016a)的 Simulink 上搭建了基于圖 2-3 與圖 2-4 所示控制結(jié)構(gòu)的永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模型，如圖 5-1 與圖 5-2所示。其中圖 5-1 為基于雙環(huán)控制的永磁風(fēng)電系統(tǒng)的 Simulink 模型，圖 5-2 為基于功率滑模控制器的永磁風(fēng)電系統(tǒng)的 Simulink 模型。

圖 5-2 基于功率滑�？刂破鞯挠来棚L(fēng)電系統(tǒng) Simulink 模型其中永磁同步發(fā)電機(jī)以及風(fēng)力機(jī)的參數(shù)如表 5-1 與表 5-2 所示。表 5-1 永磁同步發(fā)電機(jī)的基本參數(shù)參數(shù)名稱 數(shù)值 參數(shù)名稱 數(shù)值額定功率 0.0175MVA 額定電壓 0.38kV額定頻率 50Hz 額定轉(zhuǎn)速標(biāo)幺值 1.0定子繞組電阻 0.017pu 定子繞組漏抗 0.064pud 軸非飽和電抗0.55pu q 軸非飽和電抗 1.11pud 軸阻尼繞組電阻0.055pu d 軸阻尼繞組電抗 0.62puq 軸阻尼繞組電阻0.183pu q 軸阻尼繞組電抗 1.175pu磁場(chǎng)強(qiáng)度1.0pu

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號(hào)：2780331