基于khc算法的风力发电机组偏航控制系统设计

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1、分类号：TM614单位代码：10190研究生学号：201503037密级：公开硕士专业学位论文刘超2018年6月基于KHC算法的风力发电机组偏航控制系统设计DesignofwindturbineyawcontrolsystembasedonKHCalgorithm硕士研究生：刘超校内导师：王世荣副教授企业导师：张冠一高级工程师申请学位：工程硕士领域：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学摘要摘要随着化石能源的日益减少，时至今日的国际能源格局愈加复杂，各国都在加紧开发全新的化石替代能源。

2、根据我国十三五规划，将结合我国实际国情，继续深入推进能源变革，以保障能源安全与提高环境质量为核心，建设清洁低碳、高效安全的现代能源体系。风能作为最具活力的新能源，清洁无污染、持续可再生，在未来能源市场中有着广阔的前景，但在自然环境中风能能量密度低、随机性强，在实际生产中风电机组对风精度不高，低效疲劳偏航等问题上，还存在着许多不尽人意之处。本文主要研究了基于KHC控制算法的风电机组偏航控制系统。首先，详细介绍风电机组的构成以及风电机组的工作原理，重点说明风电机组中偏航控制系统的功能原理以及偏航控制系统的组成部分和工作模式。其次，以风能

3、理论为基础对风能进行计算，建立变速恒频风电机组模型，阐述风速、风向测量方法，确定偏航控制系统如何进行最优动作，将KHC控制算法融入到偏航控制系统当中，使风电机组偏航动作时保证风电机组捕获最大风能，提高偏航效率。然后，针对风电机组偏航控制系统的功能需求以及运行环境，分别对其进行了硬件电路设计与软件程序设计，为风电机组偏航控制系统的可靠运行提供有力保障。最后，为了验证总体设计的可行性，通过MATLAB仿真软件，对整个系统进行了仿真验证，仿真结果表明，基于KHC控制算法的风电机组偏航控制系统可以有效提高风电机组的偏航效率与对风精度，在保证

4、捕获最大风能的同时可以减少低效的疲劳偏航动作，延长风电机组偏航控制系统的工作寿命。关键词：风力发电偏航系统KHC控制算法功率检测风向预测IAbstractAbstractWiththeever-decreasingfossilenergy,theinternationalenergypatternisincreasinglycomplextoday.Allcountriesaresteppingupdevelopmentofnewfossilalternativeenergysources.Accordingtoourcountry

5、's13thFive-YearPlan,wewillcontinuetofurtherpromoteenergyreformsinlightofourcountry'sactualnationalconditions,withthegoalofensuringenergysecurityandimprovingenvironmentalquality,andbuildingaclean,low-carbon,efficient,andsafemodernenergysystem.Asthemostdynamicnewenergyso

6、urce,windenergyisclean,pollution-freeandcontinuouslyrenewable.Ithasabroadprospectinthefutureenergymarket.However,inthenaturalenvironment,windenergyhaslowenergydensityandstrongrandomness.Intheactualproduction,thewindturbinewindaccuracyTherearestillmanyunsatisfactorypoin

7、tsontheissueoflowaltitude,lowefficiencyandfatigueyaw.ThispapermainlystudieswindturbineyawcontrolsystembasedonKHCcontrolalgorithm.Firstly,thecompositionofthewindturbineunitandtheworkingprincipleofthewindturbineareintroducedindetail.Thefunctionalprincipleoftheyawcontrols

8、ysteminthewindturbineandthecomponentsandworkingmodesoftheyawcontrolsystemaremainlyexplained.Secondly,basedonthetheory