本文選題：風(fēng)力發(fā)電 + 最大功率追蹤控制　； 參考：《安徽工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著環(huán)境污染、能源匱乏等問題的日益顯著,利用可再生能源發(fā)電已成為一種必然趨勢(shì)。風(fēng)能憑借其無污染、儲(chǔ)量豐富的優(yōu)點(diǎn),成為可再生能源發(fā)電的一個(gè)重要發(fā)展方向,受到世界許多國家的關(guān)注。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,大功率的變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)以低成本,高效率等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的主流,中小功率的永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)得益于直驅(qū)技術(shù)的發(fā)展,憑借其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入家庭式發(fā)電中,大大提高了風(fēng)能的利用率。本文重點(diǎn)分析了兩種不同功率等級(jí)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的運(yùn)行原理和控制策略,并提出了研究思路和實(shí)現(xiàn)方案。本文以風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究背景、最大功率追蹤控制策略為研究對(duì)象,研究了雙饋式發(fā)電機(jī)和直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī)兩種不同風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略。論文的研究工作主要包括雙饋發(fā)電系統(tǒng)與永磁同步發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)以及整個(gè)數(shù)字控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與程序編寫。首先,實(shí)現(xiàn)了對(duì)雙饋發(fā)電系統(tǒng)的功率解耦、電壓定向矢量控制發(fā)電機(jī)的有功功率輸出和并網(wǎng)運(yùn)行。根據(jù)數(shù)學(xué)模型在Simulink MATLAB/軟件中搭建出仿真模型進(jìn)行仿真和結(jié)果分析。然后,永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主電路采用Boost升壓電路,分析了幾種基于最大功率追蹤控制算法并進(jìn)行比較,最終以擾動(dòng)法最大功率追蹤控制策略為基礎(chǔ),利用建立的數(shù)學(xué)模型在Simulink MATLAB/中進(jìn)行仿真分析,比較了傳統(tǒng)擾動(dòng)法MPPT控制與改進(jìn)型的功率轉(zhuǎn)速擾動(dòng)法MPPT控制的優(yōu)缺點(diǎn)。其次,根據(jù)電路設(shè)計(jì)的原則,對(duì)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì),并給出了主電路的設(shè)計(jì)參數(shù)與器件選取的方案,以及驅(qū)動(dòng)電路、電壓采樣電路、電流采樣電路、轉(zhuǎn)速采樣電路和ADC采樣調(diào)理電路等輔助電路的設(shè)計(jì)與其器件的選取。利用數(shù)字控制器TMS320F2812DSP對(duì)所提出的控制策略加以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)合設(shè)計(jì)的數(shù)字控制程序的整體流程圖,給出了基于TMS320F2812DSP數(shù)字控制的資源配置,外設(shè)的資源配置以及引腳的選擇,完成了系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)與編寫。最后,根據(jù)搭建的永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合理論分析結(jié)果,由此驗(yàn)證了本文提出的系統(tǒng)控制策略的合理性、有效性。
[Abstract]:With the problems of environmental pollution and energy shortage becoming more and more obvious, the use of renewable energy to generate electricity has become an inevitable trend. Wind energy, with its advantages of non-pollution and abundant reserves, has become an important development direction of renewable energy power generation, and has attracted much attention from many countries in the world. In wind power system, high power variable speed constant frequency doubly-fed wind power generation system has become the mainstream of wind power generation system with the advantages of low cost and high efficiency. The medium and small power permanent magnet synchronous wind power generation system has benefited from the development of direct-drive technology. By virtue of its simple and maintainable advantages, the utility of wind energy is greatly improved. In this paper, the operation principle and control strategy of two kinds of wind power generation technologies with different power levels are analyzed, and the research ideas and implementation schemes are put forward. Taking wind power system as the research background and the maximum power tracking control strategy as the research object, this paper studies the control strategies of two different wind power generation systems: doubly-fed generator and direct-drive permanent magnet synchronous generator. The research work mainly includes the design of doubly-fed generation system and permanent magnet synchronous generation system, the hardware design of the control system, the software design and programming of the whole digital control system. Firstly, the power decoupling of doubly-fed power generation system, the output of active power and grid-connected operation of voltage oriented vector control generator are realized. According to the mathematical model, the simulation model is built in Simulink MATLAB/ software for simulation and result analysis. Then, the main circuit of permanent magnet synchronous wind power generation system adopts Boost boost circuit, analyzes and compares several control algorithms based on maximum power tracking, and finally takes the perturbation method as the basis of maximum power tracking control strategy. The established mathematical model is simulated in Simulink MATLAB/, and the advantages and disadvantages of the traditional MPPT control and the improved MPPT control are compared. Secondly, according to the principle of circuit design, the hardware circuit of permanent magnet synchronous wind power generation system is designed, and the design parameters of main circuit and the scheme of device selection, as well as driving circuit, voltage sampling circuit, current sampling circuit, are given. The design of speed sampling circuit and ADC sampling conditioning circuit and the selection of its devices. The digital controller TMS320F2812DSP is used to verify the proposed control strategy. Combined with the overall flow chart of the designed digital control program, the resource allocation based on TMS320F2812DSP digital control, the resource allocation of peripheral devices and the selection of pins are given. The system software program is designed and written. Finally, the experiment platform of permanent magnet synchronous wind power generation system is built and verified. The simulation and experimental results are in good agreement with the theoretical analysis results, which verify the rationality and effectiveness of the proposed system control strategy.
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM614

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;瑞典研制出新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)[J];應(yīng)用科技;2000年07期

2 ;大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)通過專家驗(yàn)收[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2001年10期

3 ;瑞典研制出新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)[J];東北電力技術(shù);2001年11期

4 ;瑞典研制出新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)[J];中小型電機(jī);2002年06期

5 ;瑞典研制出新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)[J];福建電力與電工;2002年01期

6 ;一種新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)[J];電力建設(shè);2003年05期

7 姜東琳;瑞士研制出新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)[J];西北水電;2003年02期

8 ;瑞士研制出新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)[J];水利水電工程設(shè)計(jì);2003年03期

9 李德孚;戶用小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展(下)[J];節(jié)能與環(huán)保;2005年07期

10 張建輝;許瑩瑩;;離網(wǎng)小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究[J];華東電力;2008年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李響;;淺析風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)雷電綜合防護(hù)[A];第八屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

2 田德;王海寬;陳松利;辛海升;韓巧麗;;濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的理論與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[A];21世紀(jì)太陽能新技術(shù)——2003年中國太陽能學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

3 趙福盛;;小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)[A];中國農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)能設(shè)備分會(huì)中小型風(fēng)能設(shè)備與應(yīng)用2013年度論文集（上）[C];2013年

4 李維華;曹仁賢;;變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)逆變器的研究[A];21世紀(jì)太陽能新技術(shù)——2003年中國太陽能學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

5 任麗娜;劉福才;焦曉紅;;基于狀態(tài)觀測(cè)器的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)無速度傳感器控制[A];中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)B卷[C];2011年

6 趙福盛;;小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(三)[A];中國農(nóng)機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)能設(shè)備分會(huì)《中小型風(fēng)能設(shè)備與應(yīng)用》（2013年第4期）[C];2013年

7 楊國良;李惠光;;多分辨率小波分析在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)諧波檢測(cè)中的應(yīng)用[A];第九屆全國電技術(shù)節(jié)能學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

8 段琰璞;李和明;;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中無刷雙饋發(fā)電機(jī)的仿真研究[A];中國高等學(xué)校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)第二十四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2008年

9 姚修偉;;推廣應(yīng)用中小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)環(huán)境友好雙重發(fā)展[A];中國農(nóng)機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)能設(shè)備分會(huì)《中小型風(fēng)能設(shè)備與應(yīng)用》（2014年第2期）[C];2014年

10 趙福盛;;小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(二)[A];中國農(nóng)機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)能設(shè)備分會(huì)《中小型風(fēng)能設(shè)備與應(yīng)用》（2013年第3期）[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前8條

1 記者 王慶華;張利平與斯維奇風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(北京)有限公司高管座談[N];赤峰日?qǐng)?bào);2009年

2 日商;日本家用發(fā)電系統(tǒng)日漸流行[N];國際商報(bào);2003年

3 李斌;科研人員研制出納米薄膜風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)[N];中國能源報(bào);2013年

4 時(shí)報(bào)記者 張?zhí)煸?林翊 林佳 陳金羽 見習(xí)記者 萬中偉;聚焦6.18省工商聯(lián)展館[N];福建工商時(shí)報(bào);2008年

5 潘勤勇　楊世朋 吳志杰;70歲老人自制“風(fēng)力發(fā)電機(jī)”[N];溫州日?qǐng)?bào);2011年

6 記者 程連紅;“明年的訂單都接滿了”[N];深圳商報(bào);2009年

7 卞松林邋記者 封葑;微風(fēng)發(fā)電項(xiàng)目落戶鐵西[N];沈陽日?qǐng)?bào);2007年

8 記者 陳珊;浙江移動(dòng)試點(diǎn)風(fēng)能基站[N];人民郵電;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 胡陽;基于T-S模糊線性化的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)增益調(diào)度控制研究[D];華北電力大學(xué);2015年

2 齊志遠(yuǎn);小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能量管理集成控制的研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2009年

3 宋平崗;變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變流與優(yōu)化控制研究[D];西南交通大學(xué);2007年

4 胡雪松;直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率平滑策略的研究與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];重慶大學(xué);2010年

5 王志強(qiáng);直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)多重化功率變換器運(yùn)行控制[D];天津大學(xué);2012年

6 施凱;定子雙繞組感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

7 周宏林;大容量雙饋式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)關(guān)鍵問題研究[D];清華大學(xué);2011年

8 孫春順;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行與控制方法研究[D];湖南大學(xué);2008年

9 陳杰;變速定槳風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

10 李軍軍;并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析研究[D];湖南大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫玉龍;基于混合儲(chǔ)能的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能量管理研究[D];山東建筑大學(xué);2015年

2 邱昊;直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 齊書康;基于逆系統(tǒng)方法的永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)非線性控制研究[D];鄭州大學(xué);2015年

4 段煉;風(fēng)電變電所溫濕度智能檢測(cè)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];大連交通大學(xué);2015年

5 葉飛;基于成本分析的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組供能系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)[D];山東大學(xué);2015年

6 李芳玲;永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與低電壓穿越控制研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

7 馬驍馳;永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2013年

8 趙志龍;先進(jìn)控制理論在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用和研究[D];華北電力大學(xué);2015年

9 王龍;電網(wǎng)電壓暫降對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越的影響及對(duì)策研究[D];西安工程大學(xué);2015年

10 張敏;基于輸出調(diào)節(jié)的永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1793767