直驱式风力发电机组变桨距系统设计--毕业论文

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1、毕业设计题目：直驱式风力发电机组变桨距系统设计摘要现在，市场上应用最好的就是采用独立变桨距控制的发电机组，它最主要的特点就是能够用风力机叶片轴心处的风俗对各个叶片进行同步控制。但是由于风力发电机的容量在增长中，所以风力机的叶片也会越来越长，因此风力机上的叶片载荷会越来越大，而实际上，由于与地面之间会存在摩擦，而且风速也会随着高度的变化而变化，风力机风轮扫略的风速随着高度的变化而变化，这些个问题都会影响到风力机的使用寿命。本文将会使风力机的独立变桨距控制部分分成两个部分：一部分是集中变桨距控制的部分；第二部分是修正变桨距控制部分。本文采用非线性PID控制来对集中变桨距控制器进行设计，以使的风力

2、发电机组的输出功率始终维持在一定的范围内；再通过采用状态反馈控制以及极点配置的方法来设计修正变桨距控制器，来减小风力机叶片上的载荷。然后，通过把各个叶片上的集中变桨距角和修正变桨距角之和来作为叶片的独立变桨距角输入风力机，这样便可以对风力机进行控制。我们在阶跃的风速和随机的风速下对风力发电机进行数字仿真的研究，结果表明独立变桨距控制能够减少风力机叶片上的载荷，从而有助于增加风力机的使用寿命，而且具有非常好的动态性能和静态误差。状态反馈在风力机发电机的节点位置具有非常好的调节作用，但是如果对系统的动态特性需要非常高的要求时，基于状态反馈的独立变桨距控制系统的设计就难以达到要求。关键词：变桨距；

3、节距角；发电机AbstractAtpresent,variablepitchcontrolwithturbineiswidespreadinthemarket.Thiswindturbineusesthewindspeedontheaxisofthebladeasthereferencewindspeedofwindbladesynchronouscontrol.Infact,becauseoftheexistingofgroundfriction,thewindspeedifchangingwiththeheightandthewindspeedinthesurfaceofrevoluti

4、onofthewindblades.Withtheincreasingofthewindturbinecapacity,thedifferenceofthebladewindspeedwithdifferentspinhighdegreeisgraduallyincreasing,makingtheloadsofthebladestendtograduallyincrease,thisproblemhasseriouslyaffectedthewindturbinelife.Thestatefeedbackcontrolhasagoodregulatingeffectinthevicinit

5、yofawindturbinestablepoint,butifthesystemisrequiredrelativelyhighofdynamicperformance,itisdifficultfortheindependentvariablepitchcontrolbasedonthefeedbacktoachievethedesignintention.Theamendedpitchplusthecollectivepitchistheindependentpitch.Throughthesimulationofthewindturbineunderthestepandtherand

6、omwind,itfollowsthattheindependentvariablepitchcontrolofwindpowergenerationsystemcanreducetheloadsofbladeandextendservicelifeofwindturbine,onconditionthattheoutputpoweriskeptstable.Keywords:Variablepitch；PitchAngle；generator目录摘要第一章绪论11.1选题的背景、目的及意义11.2国内外风力发电发展现状及发展趋势31.2.1世界风力发电发展状况41.2.2我国风力发电发展状

7、况41.2.3风力发电的发展趋势5第二章变桨距系统方案设计72.1变桨距控制原理及控制过程82.2统一变桨距功率控制10第三章风力发电机组变桨距控制113.1风力机的空气动力学基础113.2风力机桨叶的气动力123.3风力13第四章基于反馈的独立变桨距控制器144.1基于状态反馈的风力机独立变桨距控制154.2非线性PID控制器164.3基于极点配置的状态反馈控制器164.4集中变桨距控制器设计16第五章控制