本文關(guān)鍵詞：直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模糊自適應(yīng)控制策略

  更多相關(guān)文章： PMSG 模糊自適應(yīng)PI控制 SVG 數(shù)學(xué)建模 最大功率跟蹤

【摘要】：風(fēng)力發(fā)電是可再生能源發(fā)電的重要組成部分,大力發(fā)展風(fēng)電有益于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。本文主要以直驅(qū)永磁同步(drive permanent magnet synchronous generation,PMSG)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究對象,重點(diǎn)研究了PMSG的非線性控制策略和無功功率補(bǔ)償控制策略。建立了風(fēng)速和PMSG系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,通過仿真模型研究了風(fēng)速和風(fēng)力渦輪機(jī)的工作特性,分析了風(fēng)電機(jī)組在不同運(yùn)行階段的運(yùn)行特點(diǎn)。根據(jù)網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)變流器的不同控制目標(biāo)研究了兩者的控制策略,通過典型I型和II型系統(tǒng)對外環(huán)和內(nèi)環(huán)的PI調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過仿真軟件對電壓參考值和負(fù)載階躍變化情況下網(wǎng)側(cè)變換器獨(dú)立運(yùn)行、不同風(fēng)速情況下的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行了仿真研究。為了克服線性PI控制器的不足,提出了模糊自適應(yīng)PI控制策略,分析了模糊控制基本原理和基本結(jié)構(gòu),給出了論域、隸屬度函數(shù)以及模糊規(guī)則表的選取原則,通過與采用傳統(tǒng)PI控制器的仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析驗(yàn)證了有效性。當(dāng)網(wǎng)側(cè)無功功率需求超出PMSG系統(tǒng)提供范圍時,需要采用無功補(bǔ)償裝置改善并網(wǎng)功率因數(shù),提高PCC電壓穩(wěn)定性。針對這一問題,提出了采用SVG無功補(bǔ)償裝置,給出了無功補(bǔ)償基本原理和控制策略,通過仿真軟件建立了仿真模型,對接入SVG前后的仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析。搭建了額定功率為500W的硬件實(shí)驗(yàn)平臺,通過TMS320F2812 DSP實(shí)現(xiàn)控制算法,在CCS編譯環(huán)境采用C語言編寫了模糊自適應(yīng)PI控制和線性PI控制的實(shí)驗(yàn)程序,對風(fēng)電場1.5MW機(jī)組和實(shí)驗(yàn)室500W系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,通過Matlab軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明模糊自適應(yīng)PI控制具有更好的動態(tài)性能。
【關(guān)鍵詞】：PMSG 模糊自適應(yīng)PI控制 SVG 數(shù)學(xué)建模 最大功率跟蹤
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題背景及其研究意義9-11
• 1.1.1 國內(nèi)外風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.2 直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組的研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.2 控制策略13-16
• 1.2.2.1 網(wǎng)側(cè)變流器的控制方法13-14
• 1.2.2.2 機(jī)側(cè)變換器的控制策略14-16
• 1.3 靜態(tài)無功補(bǔ)償裝置在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容17-19
• 第2章 直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行特性和數(shù)學(xué)建模19-39
• 2.1 風(fēng)力渦輪機(jī)和風(fēng)速的數(shù)學(xué)建模19-28
• 2.1.1 風(fēng)速模型19-24
• 2.1.2 風(fēng)力渦輪機(jī)的數(shù)學(xué)模型24-27
• 2.1.3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行區(qū)域27-28
• 2.2 PMSM的數(shù)學(xué)建模28-33
• 2.2.1 三相abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型28-30
• 2.2.2 αβ 坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型30-31
• 2.2.3 dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型31-33
• 2.3 全功率變流器的數(shù)學(xué)建模33-37
• 2.3.1 三相abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型33-35
• 2.3.2 αβ 靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型35-37
• 2.3.3 dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 第3章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變流器的控制策略39-57
• 3.1 控制策略的基本原理以及參數(shù)設(shè)計(jì)方法39-50
• 3.1.1 傳統(tǒng)控制策略原理39-41
• 3.1.2 閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)41-44
• 3.1.2.1 電流內(nèi)環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)41-43
• 3.1.2.2 電壓外環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)43-44
• 3.1.3 空間矢量調(diào)制策略44-50
• 3.1.3.1 扇區(qū)判斷45-47
• 3.1.3.2 矢量作用時間計(jì)算47-49
• 3.1.3.3 PWM波切換計(jì)算49-50
• 3.2 仿真研究50-55
• 3.2.1 負(fù)載突變情況下的仿真結(jié)果50-53
• 3.2.2 直流電壓突變情況的仿真結(jié)果53-55
• 3.3 本章小結(jié)55-57
• 第4章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)機(jī)側(cè)變流器的控制策略57-75
• 4.1 最大功率跟蹤控制策略57-62
• 4.1.1 基本原理57-58
• 4.1.2 補(bǔ)償電壓計(jì)算58-59
• 4.1.3 閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)59-62
• 4.1.3.1 電流內(nèi)環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)59-61
• 4.1.3.2 轉(zhuǎn)速外環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)61-62
• 4.2 仿真研究62-73
• 4.2.1 平均風(fēng)速下的仿真結(jié)果63-65
• 4.2.2 平均風(fēng)和漸變風(fēng)速組合情況下的仿真結(jié)果65-68
• 4.2.3 平均風(fēng)和陣風(fēng)組合風(fēng)速情況下的仿真結(jié)果68-71
• 4.2.4 平均風(fēng)、陣風(fēng)和漸變風(fēng)速下的仿真結(jié)果71-73
• 4.3 本章小結(jié)73-75
• 第5章 模糊自適應(yīng)PI控制與無功補(bǔ)償控制策略75-95
• 5.1 模糊自適應(yīng)PI控制策略75-81
• 5.1.1 模糊控制基本原理75-76
• 5.1.2 模糊控制器設(shè)計(jì)流程76-78
• 5.1.3 提出的模糊自適應(yīng)PI控制策略78-81
• 5.2 模糊自適應(yīng)PI控制的仿真研究81-84
• 5.2.1 平均風(fēng)情況下的仿真結(jié)果81-82
• 5.2.2 平均風(fēng)和陣風(fēng)組合情況下的仿真結(jié)果82-83
• 5.2.3 平均風(fēng)和漸變風(fēng)組合情況下的仿真結(jié)果83-84
• 5.2.4 平均風(fēng)，陣風(fēng)和漸變風(fēng)組合風(fēng)速情況下的仿真結(jié)果84
• 5.3 無功補(bǔ)償策略84-93
• 5.3.1 SVG的工作原理85-86
• 5.3.2 SVG的控制策略86-88
• 5.3.3 仿真研究88-93
• 5.4 本章小結(jié)93-95
• 第6章 系統(tǒng)硬件平臺與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證95-113
• 6.1 硬件實(shí)驗(yàn)平臺95-96
• 6.2 軟件程序流程圖96-98
• 6.3 實(shí)驗(yàn)研究98-111
• 6.3.1 風(fēng)電場 1.5MW風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果98-104
• 6.3.2 實(shí)驗(yàn)室 500W風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果104-111
• 6.4 本章小結(jié)111-113
• 第7章 總結(jié)與展望113-115
• 7.1 全文總結(jié)113-114
• 7.2 展望114-115
• 參考文獻(xiàn)115-121
• 致謝121-123
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果123

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