液压型风力发电机组转速与功率优化控制研究

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1、硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目液压型风力发电机组转速与功率优化控制研究作者姓名陈文婷学科专业机械电子工程指导教师孔祥东教授姚静副教授2015年5月中图分类号：TH137学校代码：10216UDC：621密级：公开工学硕士学位论文液压型风力发电机组转速与功率优化控制研究硕士研究生：陈文婷导师：孔祥东教授姚静副教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalandElectronicEngine

2、eringRESEARCHONTHESPEEDANDPOWEROPTIMIZATIONCONTROLINHYDRAULICTYPEWINDTURBINEbyChenWentingSupervisor:ProfessorKongXiangdongAssociateProfessorYaoJingYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《液压型风力发电机组转速与功率优化控制研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。

3、论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《液压型风力发电机组转速与功率优化控制研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，

4、可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密☑。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要世界范围内的能源危机，煤炭、石油、天然气及核能的蕴藏量日益枯竭。近年来，雾霾天气频繁发生，空气重度污染，人类健康受到威胁。开发利用新能源与可再生能源迫在眉睫。而风能作为可再生能源的一种，获得的主要途径为风力发电机。随着风力发电机组单机容量日益增大，传统型风力发电机组的体积、重量变得较为庞大，而液压型风力发电机组具有体积小、

5、重量轻的特点，逐渐成为大型风力发电机组的研究趋势。本文针对液压型风力发电机组并网转速控制与功率追踪控制展开研究。通过建立风力发电机整机数学模型，根据控制需求进行简化，研究模型的非线性形式，利用反馈线性化方法对系统进行解耦，然后根据并网转速与功率追踪的控制需求确定控制策略，进行仿真与实验验证。在并网转速控制方面，提出比例流量阀与变量马达摆角协调控制。在线性化模型基础上，最终提出比例流量阀控制风轮输出功率间接控制风轮转速，变量马达摆角控制马达入口压力，利用李雅普诺夫能量函数确定压力参考值，实现风速扰动与马达端负载扰动下，变量马达工作

6、于工频转速，风力发电机顺利并网的控制方法。功率追踪控制方面，利用反馈线性化方法分别以最佳转速与最佳功率作为控制输出求解系统控制律，利用仿真对比两种策略下系统动静态响应特性，分析功率追踪过程中由控制引起功率波动的原因，确定以功率为输出的功率追踪控制方案。在Matlab/Simulink中建立数学仿真模型进行仿真验证。在30kVA实验平台上对提出的控制策略进行实验验证，并对理论控制律做相应的工程简化，实验验证控制律的效果。关键词：风力发电；液压传动；并网转速控制；功率追踪控制；反馈线性化；最优二次型I燕山大学工学硕士学位论文Abst

7、ractInrecentyears,thefrequentoccurrenceofhazeweather,seriousairpollutiondoeshugeharmtohumanhealth,affectingthenormaloperationofsocialwork.Theworldwideenergycrisis,reservesofcoal,oil,naturalgasandnuclearenergyisincreasingdepletion.Theuseofnewenergyandrenewableenergyis

8、imminent.Windpowerasakindofcleanenergy,windenergyisobtainedmainlybythewindturbine,soit'sveryimportanttorichthespeciesofwindgenerato