發(fā)布時(shí)間：2020-05-25 06:04

【摘要】：在全球能源枯竭與生態(tài)環(huán)境惡化的背景下,以風(fēng)能為主要代表的綠色能源得到了世界各國的普遍關(guān)注與大力發(fā)展。作為當(dāng)今社會(huì)最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的綠色可再生能源,風(fēng)能在近幾十年得到了快速發(fā)展,其控制技術(shù)已相對(duì)成熟,在電力系統(tǒng)中初步形成市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前風(fēng)電行業(yè)的研究熱點(diǎn)轉(zhuǎn)移到充分挖掘風(fēng)電機(jī)組潛力、優(yōu)化發(fā)電質(zhì)量、降低風(fēng)電成本方面,本文針對(duì)變速恒頻雙饋異步風(fēng)電機(jī)組這種當(dāng)前主流機(jī)型展開研究。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,整機(jī)控制系統(tǒng)是機(jī)組運(yùn)行的核心,而最大功率點(diǎn)跟蹤(maximum power point tracking,MPPT)控制是整機(jī)控制中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。以機(jī)組最大功率曲線為基礎(chǔ)的MPPT控制在實(shí)際應(yīng)用中常出現(xiàn)曲線偏移問題,影響了風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電性能。另外,對(duì)于風(fēng)電機(jī)組建模仿真方面的研究,目前多數(shù)機(jī)組建模仍停留在單一平臺(tái),有必要充分利用不同仿真平臺(tái)優(yōu)勢(shì)建立風(fēng)電機(jī)組精細(xì)化模型并進(jìn)行硬件在環(huán)仿真。因此,本文首先研究了風(fēng)電機(jī)組MPPT控制中最大功率曲線偏移自校正控制問題,進(jìn)而研究了基于Bladed與RTDS跨學(xué)科、多平臺(tái)聯(lián)合仿真的問題,最后利用聯(lián)合仿真平臺(tái)對(duì)提出的控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。本文研究的關(guān)鍵內(nèi)容及主要工作有:(1)分析雙饋風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行特性與功率情況,推導(dǎo)最大功率點(diǎn)跟蹤控制的原理及實(shí)現(xiàn)方法,分析比較幾種主流控制算法的原理及適用性,指出目前廣泛使用的基于最大功率/最佳轉(zhuǎn)矩曲線的反饋算法是較理想的方法。(2)分析風(fēng)電機(jī)組最大功率曲線在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)偏移的原因,并提出了基于單純形算法的功率曲線自校正算法,以機(jī)組C_p值作為性能函數(shù)對(duì)機(jī)組功率跟蹤系數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整,該方法可快速有效實(shí)現(xiàn)機(jī)組功率曲線的自校正,優(yōu)化機(jī)組發(fā)電性能(3)搭建了主控制器硬件在環(huán)Bladed+RTDS雙饋風(fēng)電機(jī)組聯(lián)合仿真平臺(tái),對(duì)系統(tǒng)軟硬件及機(jī)組模型進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了多組仿真驗(yàn)證。
【圖文】：

石油、煤炭、天然氣等化石燃料在能源消耗總量中占據(jù)絕大比例，如圖1-1 所示。人類社會(huì)發(fā)展過度依賴化石能源，不僅造成了能源緊張、環(huán)境污染、氣候變化等全球性危機(jī)，同時(shí)還進(jìn)一步激化了更多經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)問題，社會(huì)形勢(shì)日益嚴(yán)重[2]。圖 1- 1世界能源結(jié)構(gòu)變化Fig.1-1 Changes of the world energy resource structure消耗化石燃料引發(fā)的種種問題已引起了人們的廣泛關(guān)注與重視，世界各國都相應(yīng)地制定了可再生能源發(fā)展政策，借以擺脫對(duì)化石燃料的依賴。以新一輪能源變革為契機(jī)，加快建立經(jīng)濟(jì)高效、安全可靠、清潔環(huán)保的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系，成為世界各國共同的戰(zhàn)略目標(biāo)[2]。中國作為當(dāng)今世界第二大經(jīng)濟(jì)體，經(jīng)過三十年的改革開放，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)已得到飛速發(fā)展，中國社會(huì)進(jìn)入了全面建成小康社會(huì)決勝階段。但是中國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的代價(jià)就是能源的大量消耗，尤其是煤炭、石油等化石燃料，這造成了嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問題。針對(duì)這種狀況，中國政府已經(jīng)采取了一定措施并制定了相應(yīng)政策戰(zhàn)

過 54.6 兆千瓦，同時(shí)累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到 486.7 兆千瓦，裝機(jī)容量同，，如圖 1-2 所示。風(fēng)電在電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比重達(dá)到 4%。在新增裝機(jī)容量繼 2015 實(shí)現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄增長(zhǎng)后的又一次相當(dāng)令人滿意的進(jìn)步，其中傳統(tǒng)美國和德國保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，同時(shí)非洲、亞洲和拉丁美洲的新興市場(chǎng)逐漸未來幾年全球風(fēng)電將繼續(xù)保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)趨勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM614

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2679684