2mw风电机组变桨系统设计与研究

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1、国内图书分类号：TM614国际图书分类号：62l西南交通大学研究生学位论文密级：公开2丛盥凰电扭缉变桨丕统遮i土与硒窒年姓级2Q12专二零一四年六月ClassifiedIndex：TM614U．D．C：621SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesis0IIIIII1111IIIIIIIIIIII』Y2576062THEDESIGANDDEVELOPMENTONTHEVARIABLEPITCHSYSTEMOF2MWWINDTURBINEGROUPGrade：2012Candidate：LiZhengzh

2、angAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：VehicleEngineeringSupervisor：Prof．HuHanchunJune．2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密

3、彰使用本授权书。(请在以上方框内打“、／”)学位论文作者签名巷咩Ft期：2-0厨．6，f口一扮舔阪vm叭苗协：，b名0．鲥一师少老：导期指日西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1、对2MW双馈型风电机组整体组成包括风轮、轮毂、机舱、塔筒等各部分的结构与功用进行分析，利用PCCAD软件设计出2MW双馈型风电机组整机和轮毂内变桨系统的主电路。2、根据变桨系统特性的描述，对变桨系统采用恰当的控制策略，通过对比诸多控制算法，选用经典的PID算法对关键量进行控制。3、对变桨系统建立数学模型，包括风速模型、风轮

4、模型、传动系统模型的建立。根据提出的变桨控制策略，利用Matlab／Simulink软件对2MW变桨系统控制进行仿真，并分析仿真结果。4、根据超级电容相比蓄电池而具有的多项优点，选用超级电容取代蓄电池作为变桨系统备用电源，对超级电容型号参数进行选择，并完成超级电容模组自动回桨和自放电试验，分析试验结果，以验证超级电容可行性及电压均衡效果。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说

5、明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：刍次璋J日期：加件6．f少西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着世界各国工业的迅猛发展，石油、天然气、煤矿等天然能源日渐枯竭，新能源成为人们十分关注的领域。风力发电作为新能源的一种，具有来源广、无污染、全天候等优点。兆瓦级风力发电机因其发电功率大而成为风电行业的主流。本文针对2MW发电机组变桨系统进行设计与开发。首先，本文分析了风电机组整机的组成及工作原理，利用PCCAD软件设计出2MW双馈型风电机组整机主电路；分析了变桨系统的组成及各部分功用，设计出变桨系统的主

6、电路。所设计的主电路系统能够与风电机组很好配合，满足各种运行工况的要求。其次，根据变桨系统特性，分析了叶尖速比和桨距角等参数对风力发电机获取风能的影响，对如何控制这些参数提高风力发电机的效率、实现各种工况的最佳运行作了深入研究，在此基础上提出变桨系统的控制策略。然后，针对2MW风力发电机组，建立风速模型、风轮模型、传动系统模型等数学模型，根据数学模型和变桨控制策略，利用Matlab／Simulink软件搭建2MW风电机组变桨系统控制模型进行仿真。最后，选用超级电容取代蓄电池作为变桨系统备用电源，对超级电容型号参数进行选择，并做超级电容模组自动回桨和

7、白放电试验。通过对风电机组变桨系统的研究，可得出结论：第一，变桨系统的仿真说明，所设计的变桨系统可以通过改变桨距角等变量将风力发电机功率控制在额定功率附近：第二，超级电容试验说明，超级电容取代蓄电池作为变桨系统备用电源是可行的，且电压均衡效果良好。关键词：风力发电；桨距角；变桨控制；超级电容；电压均衡西南交通大学硕士研究生学位论文第1l页AbstractWimtherapiddevelopmentonindustryofthecountriesaroundtheworld，oil，gas，coalandothernaturalenergysourc

8、esaredepletingdayafterday．Newenergysourceshavebecomethefieldt