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1、兆瓦级双馈异步风电机组偏航系统研究【摘要】：能源短缺问题是当今人类生存和发展所面临的严峻考验。随着用电需求量的增加、煤等原材料的减少,新能源的开发利用成为大势所趋。同时,风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,风能最主要的利用形式就是风力发电。自七十年代以来,风力发电的装机容量不断增加,新的技术和方法不断应用到风力发电当中,我国对风力发电的投入和研究已然进入了一个蓬勃发展的新时期。就整个风电系统来说,控制技术是风电机组高效稳定运行的关键,而偏航控制系统是水平轴风电机组控制系统的重要组成部分,本文针
2、对偏航控制系统进行研究。为便于对偏航系统的控制,学者们研究出各种不同的控制方法,大多数都要用到风向传感器。风向传感器位于下风向,易受到紊流等不利因素的影响,并且自身的测量精度也是有限的,对偏航系统的控制精度不高。因此,学者们提出了一种基于爬山算法的功率控制方法,有效地减少了因风向传感器造成的功率损失。本文就是在爬山算法的基础上,以兆瓦级双馈异步风力发电机组的偏航系统为研究对象,探讨如何取得最大风功率的问题。该文的研究对象是容量为1.5MW的三叶片、水平轴、上风向的双馈异步风力发电机组。在对国内外风
3、力发电发展现状的基础上,对双馈异步风力发电系统及其部件进行了解,重点分析偏航系统及其硬件结构,并且研究偏航系统的软件流程。引入新型的爬山控制算法,对自动偏航部分进行控制和仿真研究。结果验证了爬山算法对偏航系统控制的优越性。【关键词】：风力发电偏航系统爬山算法仿真【学位授予单位】：山西大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TM315【目录】：目录4-7Contents7-10中文摘要10-11ABSTRACT11-13第一章绪论13-191.1课题研究的背景13-141.2风力
4、发电发展现状14-171.2.1国外风力发展现状14-151.2.2国内风力发展现状15-171.3风力发电机组控制技术发展概况17-181.4本文研究的主要内容18-19第二章风力发电系统简介19-282.1风力发电系统的类型19-222.1.1普通异步风力发电机组202.1.2双馈式异步风力发电机组20-212.1.3直驱式同步风力发电机组21-222.2双馈异步风力发电系统的组成22-272.2.1风轮机系统22-232.2.2传动系统23-242.2.3发电机242.2.4变流系统242.
5、2.5刹车系统24-252.2.6控制系统252.2.7偏航系统25-262.2.8桨距系统262.2.9液压系统262.2.10塔架26-272.3小结27-28第三章双馈异步发电机的工作原理28-363.1双馈异步发电机运行原理283.2双馈异步发电机的等效电路28-293.3双馈异步发电机的数学模型29-343.3.1三相静止abc坐标系下的数学模型30-323.3.2DFIG模型的坐标变换32-333.3.3dq坐标系下DFIG的数学模型33-343.4变速恒频双馈风力发电机组的最大风能追
6、踪理论343.4.1双馈电机运行区域343.4.2矢量控制理论343.5小结34-36第四章风力机特性及偏航原理36-504.1风的特性36-404.1.1风向的测量和记录36-384.1.2风速的测量和记录38-404.2风力机的空气动力学原理40-424.2.1翼型40-414.2.2风力机的特征参数414.2.3贝兹理论41-424.3偏航控制原理42-434.4偏航系统主要部件43-454.4.1偏航控制机构43-444.4.2偏航驱动机构44-454.5偏航系统的控制过程45-494.5
7、.1自动偏航45-464.5.290°侧风46-484.5.3人工偏航484.5.4自动解缆48-494.6小结49-50第五章爬山算法在偏航系统中的应用50-585.1爬山算法原理50-515.2系统的软件设计51-525.3系统的硬件设计52-545.3.1功率的检测535.3.2控制器的选择53-545.3.3偏航电机545.4基于爬山算法的风力发电偏航系统的仿真54-565.4.1MATLAB介绍545.4.2风力机的仿真54-555.4.3爬山算法的仿真55-565.5仿真结果与分析56
8、-575.6小结57-58第六章结论58-59参考文献59-63攻读学位期间取得的研究成果63-64致谢64-65个人简况及联系方式65-67本论文购买请联系页眉网站。
