發(fā)布時(shí)間：2021-09-11 20:52

　　在當(dāng)前的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中,變速恒頻技術(shù)以其可變速實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤控制、變流器容量小等優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)下的主流市場(chǎng)技術(shù)。雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)電控制理論雖然更為復(fù)雜,但發(fā)展至今已經(jīng)較為成熟,電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)較好的調(diào)速效果。但隨著技術(shù)進(jìn)步,風(fēng)機(jī)制造得越來越大,伴隨著風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的不斷增大,調(diào)速快速性降低,風(fēng)能捕獲效率降低。本文的主要研究目的是,適應(yīng)大型風(fēng)電系統(tǒng)的大慣量特性和現(xiàn)實(shí)風(fēng)速的多變波動(dòng)特性,優(yōu)化傳統(tǒng)的風(fēng)能捕獲控制策略,提高風(fēng)能利用效率,具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先分析了三種經(jīng)典的最大功率跟蹤策略的原理、實(shí)現(xiàn)要求及優(yōu)缺點(diǎn)和傳統(tǒng)爬山法的局限性,在此基礎(chǔ)上提出了一種基于風(fēng)速預(yù)測(cè)的爬山法優(yōu)化策略,在變步長(zhǎng)爬山法的基礎(chǔ)上引入風(fēng)速超短期預(yù)測(cè)和葉尖速比控制,預(yù)測(cè)未來風(fēng)速并進(jìn)行趨勢(shì)分析,做出相應(yīng)的決策,對(duì)傳統(tǒng)爬山法的擾動(dòng)施加進(jìn)行修正,提升風(fēng)速趨勢(shì)變化下的跟蹤速度,減小平緩風(fēng)速下的穩(wěn)態(tài)振蕩。本文的風(fēng)速預(yù)測(cè)主要應(yīng)用于最大功率跟蹤控制,風(fēng)速細(xì)節(jié)信號(hào)對(duì)于風(fēng)能利用意義不大,因此設(shè)計(jì)了一種通過小波分解與單支重構(gòu)來把握風(fēng)速趨勢(shì)序列的方法,再通過ARIMA模型預(yù)測(cè)未來幾秒的風(fēng)速趨勢(shì)數(shù)據(jù),從而能夠較好的預(yù)測(cè)風(fēng)速趨勢(shì)信號(hào)。對(duì)風(fēng)速... 

【文章來源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

大慣量雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤策略優(yōu)化2——風(fēng)流過截面S的平均速度，；R——風(fēng)力機(jī)葉片半徑，。風(fēng)能利用系數(shù)表示風(fēng)力機(jī)將風(fēng)的動(dòng)能吸收并以機(jī)械能的形式向后傳遞的效率，風(fēng)力機(jī)可以從大自然的風(fēng)中捕獲的機(jī)械功率可表示為：==1223(2-2)葉尖速比常用來描述風(fēng)力機(jī)的風(fēng)電特性，無量綱，是風(fēng)輪最外端，也就是葉尖的線速度與風(fēng)速的比值，定義如下：λ=RΩ(2-3)式中，Ω——風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的角速度，。根據(jù)式(2-2)可知，在空氣密度和葉片迎風(fēng)過流面積不變的情況下，對(duì)恒定風(fēng)速，系統(tǒng)吸收的能量與風(fēng)能利用系數(shù)成正相關(guān)。對(duì)于一臺(tái)特定的風(fēng)力機(jī)而言，都可以用特定的函數(shù)(,)表示，如圖2-2所示，是不同槳距角下的有相似變化規(guī)律的曲線簇。圖2-2不同槳距角下的風(fēng)能利用系數(shù)曲線簇由圖2-2可知，在同一槳距角β下，利用效率僅與葉尖速比λ相關(guān)，有且僅有一個(gè)最佳值使風(fēng)機(jī)達(dá)到最大風(fēng)能利用系數(shù)�？梢园l(fā)現(xiàn)，不同槳距角下的最大風(fēng)能吸收效率值也不一樣，槳距角為0°時(shí)可達(dá)最大，也就是能

大慣量雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤策略優(yōu)化3從自然中獲取的最大風(fēng)能最多，所以為了盡可能多吸收風(fēng)功率，總是首先保持風(fēng)輪迎風(fēng)槳距角為零度，來保持最大風(fēng)能跟蹤。2.3風(fēng)力機(jī)模型根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)理論，風(fēng)輪葉片迎風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，從風(fēng)中捕獲的風(fēng)功率可以用式(2-2)表示。其中風(fēng)能利用系數(shù)可采用如下經(jīng)驗(yàn)公式[56]：{(,)=0.22(1160.45)12.51=1+0.080.0353+1(2-4)如前文所述，我們?yōu)榱孙L(fēng)力機(jī)盡可能多吸收風(fēng)能，來確保轉(zhuǎn)化回饋當(dāng)前風(fēng)速下的最大功率，總是保持槳距角為零度不變。根據(jù)式(2-4)可得當(dāng)β=0°時(shí)風(fēng)力機(jī)功率特性曲線如圖2-3所示。圖2-3槳距角為°時(shí)的—曲線此時(shí)僅與λ相關(guān)，存在某一個(gè)特定的葉尖速比使風(fēng)能利用系數(shù)取值最大，最大化吸收風(fēng)能，我們稱為最佳葉尖速比。不同風(fēng)速對(duì)應(yīng)不同的風(fēng)機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速Ω=(2-5)

【參考文獻(xiàn)】：
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