风力发电变桨距控制系统的研究

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1、学校代码10530学号201230111761分类号TM614密级硕士学位论文风力发电变桨距控制系统的研究学位申请人徐斌指导教师蔡罗强高级工程师学院名称信息工程学院学科专业电气工程（专业学位）研究方向电力传动控制技术二〇一五年五月TheresearchofWindpowerpitchcontrolsystemCandidateXuBinSupervisorSeniorEngineerCaiLuoqiangCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramPowerElectronicsandPowerDriveSpecia

2、lizationElectricDriveTechnologyDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay，2015湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡。献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年＾月Ｘ日学位论文版权使用授极

3、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口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。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：夺日期：趴／年ｉ月Ｊ日。皆年导师签名：愛Ｓ琴日期：乂＾月ｒ日摘要在能源短缺、环境保护和气候变化等问题日益突出的背景下，开发清洁能源，发展低碳经济，实现能源优化配置，已经成为世界各国的重要战略。风电产业作为新兴产业，经过了多年的发展

4、已初具规模，其重要地位在未来的长期时间内不会改变。在风力发电系统中，变桨距控制系统的安全、稳定、可靠直接影响着整个风力发电机的工作效率、发电质量，可见变桨距控制系统的地位举足轻重。本文研究的对象是2MW直驱型永磁同步风力发电系统，首先分析了国内外风力发电的现状和所面临的问题，同时也讨论了关于变桨距控制策略的发展趋向，通过对风力发电机组基本模型和运行控制原理的分析，考虑风力实际的特点，建立了基于MATLAB的风速模型、风轮模型、传动系统模型、永磁同步发电机模型等风力系统各部分的仿真模型。设计了基于DSPTMS320F2812芯片的伺服系统，并选取永磁同步电机作为伺

5、服驱动电机，硬件的设计包括外围电路和开关电源的设计；软件的设计包括各主要程序流程和位置环、电流环、转速环的流程设计，并搭建MATLAB模型进行了仿真，仿真结果表明，所设计的伺服系统具有良好的位置跟踪能力、抗扰性能和快速定位能力。最后，在保证恒定功率输出可靠运行的前提下，本文设计了基于RBF神经网络的滑模桨距角控制器，采用K-均值聚类算法和最小均方算法求得隐含层传递函数的中心和输出层的权值，通过自适应控制来在线实时调整参数值来改善系统动态性能。仿真结果表明，传统的PID变桨距控制策略不能取得令人满意的效果，如转速波动较大、变桨跟随性不足，而该控制器解决了上述问题的

6、同时还有效的抑制了滑模控制的桨距角抖振现象，实现了风力机转速的稳定运行和输出功率的恒定输出，证明了该控制器能在风力发电变桨距控制中的获得良好的控制效果。关键词：风力发电；变桨距控制；滑模控制；RBF神经网络；TMS320F2812；永磁同步电机IAbstractInenergyshortages,environmentalprotectionandclimatechangeandotherissueshavebecomeincreasinglyprominentinthebackground,thedevelopmentofcleanenergy,low-car

7、boneconomyandachieveoptimalallocationofenergyhasbecomeanimportantstrategicworld.Windpowerindustryasanemergingindustry,hasbeguntotakeshapeafteryearsofdevelopment,anditsimportantroleinthefuturewillnotchangethelong-termperiod.Inthewindpowergenerationsystem,pitchcontrolsystem’ssecurity,s

8、tabilityandr