本文關(guān)鍵詞：永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能追蹤控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 永磁同步發(fā)電機(jī) 雙PWM變流器 矢量控制 粒子群 偏航系統(tǒng)

【摘要】：最大風(fēng)能追蹤控制是風(fēng)力發(fā)電中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),捕捉最大風(fēng)能能夠提升風(fēng)力發(fā)電的效率。本文以噪聲低、可靠性高的雙PWM型永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作為研究對(duì)象,在研究最大風(fēng)能追蹤控制策略現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了性能更優(yōu)的并網(wǎng)永磁同步發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能追蹤控制策略。主要工作和成果如下：(1)分析了風(fēng)力機(jī)能量轉(zhuǎn)換原理,風(fēng)力機(jī)的基本輸出特性,研究了風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)、雙PWM變流器、直流母線以及傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并在MATLAB建模。(2)確定機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器的控制策略。選用電壓定向矢量控制作為網(wǎng)側(cè)變流器控制策略實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)并網(wǎng)；提出基于轉(zhuǎn)矩電流前饋的矢量控制作為機(jī)側(cè)變流器的控制策略實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤,在MATLAB中進(jìn)行仿真并與磁場(chǎng)定向矢量控制仿真結(jié)果做對(duì)比,結(jié)果顯示基于轉(zhuǎn)矩電流前饋的機(jī)側(cè)矢量控制跟蹤最大風(fēng)能效果更佳。(3)分別把爬山算法和粒子群算法運(yùn)用在轉(zhuǎn)速尋優(yōu)中,并結(jié)合變流器的控制策略,在MATLAB中對(duì)兩種算法進(jìn)行仿真并對(duì)比。結(jié)果表明基于粒子群算法的永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能追蹤有效可行,與傳統(tǒng)的爬山算法相比,提高了響應(yīng)速度,使最大風(fēng)能捕捉更精確。(4)提出一種根據(jù)不同風(fēng)速改變偏航閾值的算法。搭建基于PLC控制的E-wind Turbine半仿真半實(shí)物平臺(tái),利用LAD語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)算法,在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上驗(yàn)證算法有效可行。該算法改善了偏航系統(tǒng)動(dòng)作頻繁的缺點(diǎn),提高了風(fēng)能捕捉的效率。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步發(fā)電機(jī) 雙PWM變流器 矢量控制 粒子群 偏航系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外常用的風(fēng)電機(jī)組的主要類型10-13
• 1.2.1 籠型異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)11-12
• 1.2.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)12
• 1.2.3 直驅(qū)式永磁同步發(fā)電系統(tǒng)12-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外最大風(fēng)能追蹤控制策略的發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 直驅(qū)式永磁同步發(fā)電系統(tǒng)18-33
• 2.1 風(fēng)力機(jī)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程18-20
• 2.1.1 風(fēng)能的描述18
• 2.1.2 風(fēng)力機(jī)風(fēng)能轉(zhuǎn)換分析18-20
• 2.1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要參數(shù)20
• 2.2 風(fēng)力機(jī)的輸出特性20-22
• 2.2.1 風(fēng)力機(jī)的功率特性20-21
• 2.2.2 風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩—速度特性21-22
• 2.3 永磁同步發(fā)電系統(tǒng)的建模22-26
• 2.3.1 風(fēng)力機(jī)的數(shù)學(xué)模型23
• 2.3.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型23-26
• 2.4 變流器的數(shù)學(xué)模型26-31
• 2.4.1 機(jī)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型27
• 2.4.2 網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型27-31
• 2.5 直流母線數(shù)學(xué)模型31-32
• 2.6 傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型32
• 2.7 本章小結(jié)32-33
• 第三章 雙PWM變流器的控制33-42
• 3.1 變流器的結(jié)構(gòu)33-34
• 3.1.1 二極管接直流電壓變化的PWM電壓源型逆變器33
• 3.1.2 二極管接直流側(cè)電壓穩(wěn)定的PWM電壓源型逆變器33-34
• 3.1.3 雙PWM電壓型變流器34
• 3.2 雙PWM變流器的控制策略34-40
• 3.2.1 機(jī)側(cè)變流器的控制策略35-39
• 3.2.2 網(wǎng)側(cè)變流器的控制策略39-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 第四章 基于粒子群算法的最大風(fēng)能追蹤42-52
• 4.1 最大風(fēng)能追蹤的原理42-43
• 4.2 基于粒子群算法的最大風(fēng)能跟蹤43-46
• 4.2.1 粒子群算法的原理43
• 4.2.2 粒子群算法的實(shí)現(xiàn)43-46
• 4.2.3 基于粒子群算法最大風(fēng)能追蹤的控制策略46
• 4.3 最大風(fēng)能追蹤的仿真模型46-48
• 4.4 仿真結(jié)果及分析48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的偏航控制設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)52-64
• 5.1 偏航系統(tǒng)的作用及分類52-53
• 5.2 偏航系統(tǒng)的工作原理53-54
• 5.3 偏航系統(tǒng)的控制策略54-57
• 5.3.1 偏航的執(zhí)行方式54-55
• 5.3.2. 自動(dòng)偏航控制策略55-56
• 5.3.3. 自動(dòng)解纜控制策略56-57
• 5.4 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建57-59
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的組成57-58
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)物連接58-59
• 5.5 偏航系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)59-62
• 5.5.1 設(shè)備組態(tài)60
• 5.5.2 PM125 I/O地址配置60-61
• 5.5.3 變量的地址分配61
• 5.5.4 WinCC監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)61-62
• 5.6 偏航結(jié)果分析62-63
• 5.7 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間完成的論文與專利70

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