為最大限度的捕獲風(fēng)能,變速恒頻風(fēng)機(jī)通常在額定風(fēng)速以下進(jìn)行最大功率跟蹤控制（maximum power point tracking,MPPT）,以提高發(fā)電效率進(jìn)而增加機(jī)組的年發(fā)電量。隨著高風(fēng)速、低湍流理想風(fēng)場的開發(fā)殆盡,風(fēng)機(jī)朝著大型化、低風(fēng)速化方向發(fā)展以尋求突破。在此背景下,動(dòng)態(tài)特性緩慢的大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量風(fēng)機(jī)已經(jīng)難以足夠快速地響應(yīng)湍流風(fēng)速的變化,進(jìn)而使得湍流頻率對(duì)風(fēng)機(jī)MPPT乃至風(fēng)能捕獲效率的影響更為凸顯。然而,查閱文獻(xiàn)所及,當(dāng)前的風(fēng)機(jī)MPPT控制方法尚未考慮湍流頻率特征,導(dǎo)致風(fēng)能捕獲效率不佳。為此,本文旨在探索湍流頻率對(duì)風(fēng)機(jī)MPPT的影響機(jī)理,并在此基礎(chǔ)上改進(jìn)MPPT控制設(shè)計(jì)及其參數(shù)優(yōu)化,使其能夠更為全面地考慮含湍流頻率的湍流風(fēng)速特征,以進(jìn)一步提升大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量風(fēng)機(jī)在復(fù)雜湍流環(huán)境中的發(fā)電效率。具體地,本文從湍流頻率特征的指標(biāo)刻畫、湍流頻率影響MPPT的機(jī)理分析,以及考慮湍流頻率的MPPT控制方法優(yōu)化改進(jìn)三個(gè)方面展開研究,并獲得如下主要成果:1、針對(duì)湍流風(fēng)速包含多頻率分量,難以用單值指標(biāo)描述的問題,基于高（低）湍流頻率風(fēng)速蘊(yùn)含的平均功率在功率譜高（低）頻段具有更大分布比例,提出以歸一化功率譜密度... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１典型Ｃｐ－Ａ曲線??當(dāng)風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí)，面對(duì)變化的湍流風(fēng)速，為了能夠最大限度的捕獲風(fēng)??

??圖１．３?ＭＰＰＴ控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖??１．２．３風(fēng)機(jī)ＭＰＰＴ控制的具體實(shí)現(xiàn)方法??ＭＰＰＴ控制指令生成器的具體生成策略或?qū)崿F(xiàn)方法主要包括葉尖速比法??［４％５Ｑ］、最優(yōu)轉(zhuǎn)矩法？―１２＇２４，３１？１以及爬山法１５Ｍ５１。它們通過不同的方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪轉(zhuǎn)??速調(diào)節(jié)，其中葉尖速比法、爬山法的目標(biāo)指令直接為轉(zhuǎn)速，而最優(yōu)轉(zhuǎn)矩法的目標(biāo)??指令為電磁轉(zhuǎn)矩（或功率），間接實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制。爬山法主要應(yīng)用于小型風(fēng)機(jī)，??一般不出現(xiàn)在大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量風(fēng)機(jī)或湍流較強(qiáng)的場合，故本文不做討論。??Ａ．直接跟蹤風(fēng)速方法（葉尖速比法）??葉尖速比法源于風(fēng)機(jī)ＭＰＰＴ的基本原理，根據(jù)風(fēng)速觀測值和風(fēng)機(jī)最佳葉尖速??３??

?（矢？控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等）??圖丨．２?ＭＰＰＴ控制系統(tǒng)的物理機(jī)理??上述物理機(jī)理可轉(zhuǎn)化為如圖１．３所示的參考輸入信號(hào)跟蹤伺服控制經(jīng)典控制??框圖。這里，需要強(qiáng)調(diào)指出的是：如前所述，一般控制理論與控制工程意義下??的“控制”系指控制器的設(shè)計(jì)理論、方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。具體到這里，則原本應(yīng)??該是指“跟蹤控制策略”亦即“機(jī)側(cè)變流控制器”的設(shè)計(jì)。然而，風(fēng)機(jī)控制工??程中所說的“ＭＰＰＴ控制”并非針對(duì)機(jī)側(cè)變流控制器的設(shè)計(jì)，而是聚焦于參考輸??入的設(shè)計(jì)。正因?yàn)槿绱�，風(fēng)電控制中將如何產(chǎn)生最優(yōu)參考輸入的ＭＰＰＴ算法??的理論和方法稱作ＭＰＰＴ控制。??ｍｐｐｔ控制Ｊ機(jī)側(cè)變流｜?ｙ（＾?ｗ??指令生成器１器控制器＂―卜?ＫｆｊＬ?「Ｉ■—＾??—??圖１．３?ＭＰＰＴ控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖??１．２．３風(fēng)機(jī)ＭＰＰＴ控制的具體實(shí)現(xiàn)方法??ＭＰＰＴ控制指令生成器的具體生成策略或?qū)崿F(xiàn)方法主要包括葉尖速比法??［４％５Ｑ］、最優(yōu)轉(zhuǎn)矩法？―１２＇２４，３１？１以及爬山法１５Ｍ５１。它們通過不同的方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪轉(zhuǎn)??速調(diào)節(jié)，其中葉尖速比法、爬山法的目標(biāo)指令直接為轉(zhuǎn)速，而最優(yōu)轉(zhuǎn)矩法的目標(biāo)??指令為電磁轉(zhuǎn)矩（或功率）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]風(fēng)機(jī)最大功率點(diǎn)跟蹤的湍流影響機(jī)理研究與性能優(yōu)化[D]. 張小蓮.南京理工大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3108933