基于载荷优化模型的风电独立变桨距控制的研究

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1、論谋虐；圉＇＇，：｜｜基于载荷优化模型的风电独立变浆跑ｒ＾擁的研究？杨？九，＂，難；．蔭一ｍ■＊分类号密级ＵＤＣ硕击学位论文基于载箭优化模型的风电独立变楽距控制的研究杨萌学科专业电气工程指导教师兰飞高级工程师论文答辩日期又０／蛛与句牛自学位授予日期妙也＾别如句答辩委员会主席龙爭广西大学学位论文原创性和使用援巧育明本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研巧成果。除已特别加标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个

2、人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料一。与我同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均己在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即；学校有权保存并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于；□保

3、密，在年解密后适用授权。＾ｚ＾木保密。＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）２。！４句多６＞论文作者签名：杨菊日期；飾《日指导教师签名／；日期：妙女為４爲作者联系电话电子邮箱；基于载荷化化模型的风电独立变浆距控制的研究摘要论文主要探讨了在风机运行中风剪切效应造成的兰个浆叶风速不一致导致的不平衡载荷问题。建立了风电变楽距控制系统的数学模型和数字仿真平台，；依据空气动为学原理，设计了载荷优化模型并计算该模型得到最优楽距角一，；按照定的规则把整个风轮旋转周期划分为几个区域对每个区域分别进行最优浆距角的

4、计算，并计算得到的最优浆距角为参考值，对Ｈ个楽叶分别进行变楽距控制，从而实现最优独立变浆距控制。本文首先介绍了风轮、发电机、传动机构化及变浆距机构等风电转换系统各个组成部分的数学模型，并据此在別ＭＵＬＩＮＫ环境下搭建了风电转换系统变奖距控制的数字仿真平台。，用于后续部分的仿真和计算其次，介绍了风在自然界中的变化规律，着重介绍了对风速影响较大一一的因素风剪切效应，及其带来的不平衡受力问题。依据空气动力学原理的动量－叶素理论，结合微积分的概念把浆叶微分成叶素，对叶素进行受力分析并计算其载荷。，再对叶素载荷进

5、行积分进而得到整个浆叶的载荷依据上述理论得到载荷公式的特点，本文设计了载荷优化模型来计算最优变奖距角。通过编写ＭＡＴＬＡＢ程序计算奖叶所受的载荷Ｗ及捕获得到的功率，并用于各种情况下仿真对比分析。一再次，分析了统变楽距的控制方法，并在此基础上加入载荷优化模型对兰个奖叶的奖距角进行计算，得到Ｈ个奖叶各自对应的奖距角，实现了独立变奖距控制，，这就是本文提出的最优独立变浆距控制方法。最后风剪切效应下的风速为仿真风速，对本文提出的最优独立变奖距控制方法一、传统的独立变楽距控制方法［＾及统变奖距控制方法分别进行控制、计

6、算及仿真。结果表明，本文提出的方法在保证输出功率在额定值附近的情况下，有效地减小了不平衡载荷，且无须变奖距继续频繁动作。关键词：空气动为学原理载荷化化模型独立变浆距控制最优变楽距角不平衡载荷ＩＴＨＥＲＥ犯Ａ民畑ＯＮＩＮＤＩＶＩＤＵＡＬＢＬＡＤＥＰＩＴＣＨＣＯＮＴＲＯＬＯＦＷＩＮＤＴＵＲＢＩＮＥＦＯ民ＢＬＡＤＥＬＯＡＤＲＥＤＵＣＴＩＯＮＡ目ＳＴ民ＡＣＴＴｈｉｓｅｒｒｅｓｅｎｔｓａｎｏｔｍａｌｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｉｔｃｈｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｆｐ巧ｐｐｉｐｄｅ

7、ｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｕｎｂａｌａｎｃｅｄｌｏａｄｃａｕｓｅｄｂｙｗｉｎｄｓｈｅａｒ，ｔｈｕｓｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｌｉｆｅｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅ．Ａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｏｆｔｈｅｐｉｔｃｈｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｂｕｉｌｔａｎｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ，ｍｏｄｅｌｏｆ化ｅｌｏａｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏ打ｗａｓｅｓｔ沈ｌｉｓｈｅｄ．Ｔ

8、ｈｅａｎｇｌｅｓｏｆｔｈｒｅｅｂｌａｄｅｓｕｓｅｄ犯ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙ化ｅｌｏａｄｏｐ