本文關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制研究與聯(lián)合仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)

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【摘要】：社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展對(duì)能源需求不斷增加,能源危機(jī)和環(huán)境污染已經(jīng)成了世界性的兩大問題。風(fēng)能是一種可再生,清潔無污染的能源,隨著技術(shù)的成熟得到越來越多人的關(guān)注。風(fēng)電發(fā)展迅速,裝機(jī)容量不斷增加,成為電網(wǎng)結(jié)構(gòu)重要的電源組成部分。然而過快的發(fā)展帶來許多實(shí)際的問題,其中風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行是亟待解決的問題之一。風(fēng)電機(jī)組功率波動(dòng)的根源是風(fēng)速的隨機(jī)波動(dòng)性,控制系統(tǒng)主要任務(wù)是在不斷變化的風(fēng)速下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行。論文從模型預(yù)測(cè)控制理論出發(fā),將這一先進(jìn)控制算法應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng),主要研究工作有：對(duì)自然風(fēng)的特性進(jìn)行分析研究,建立了陣風(fēng)和湍流風(fēng)模型；對(duì)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)輪氣動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)理分析,建立了風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型；通過對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性的研究,得到槳距角和轉(zhuǎn)矩對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的影響作用,分析了轉(zhuǎn)矩控制和變槳控制的基本策略。提出了基于Bladed和Matlab軟件的風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。通過對(duì)模型預(yù)測(cè)控制的基本原理分析,結(jié)合風(fēng)電機(jī)組的具體參數(shù)和特性,實(shí)現(xiàn)了模型預(yù)測(cè)控制算法在風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)中的成功應(yīng)用。設(shè)計(jì)了風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制變槳控制器和比例積分變槳控制器,通過對(duì)控制器仿真分析,模型預(yù)測(cè)控制變槳控制器能夠快速的對(duì)干擾進(jìn)行響應(yīng),而且變槳?jiǎng)幼髁枯^小。針對(duì)風(fēng)電機(jī)組的多約束和非線性顯著的特點(diǎn),對(duì)控制器進(jìn)行改進(jìn)和完善,設(shè)計(jì)了含有補(bǔ)償算法的風(fēng)電機(jī)組復(fù)合模型預(yù)測(cè)控制變槳控制器。設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)聯(lián)合仿真平臺(tái),綜合Bladed軟件的精確建模和Simulink軟件強(qiáng)大工具箱函數(shù)的優(yōu)勢(shì),通過對(duì)軟件的外部接口進(jìn)行分析,編寫聯(lián)合仿真平臺(tái)程序,實(shí)現(xiàn)了軟件之間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通訊。聯(lián)合仿真平臺(tái)可以方便的進(jìn)行控制器參數(shù)和結(jié)構(gòu)的修改,大大縮短了設(shè)計(jì)周期,為風(fēng)電機(jī)組智能控制算法研究提供了很好的平臺(tái),具有很好的實(shí)際應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機(jī)組 變槳控制 模型預(yù)測(cè)控制 聯(lián)合仿真
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 風(fēng)電機(jī)組控制技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成10-11
• 1.2.2 控制技術(shù)的發(fā)展歷程11-12
• 1.2.3 控制算法的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.4 風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制研究進(jìn)展14-15
• 1.3 論文的主要工作15-17
• 第2章 風(fēng)電機(jī)組基本模型17-32
• 2.1 引言17
• 2.2 風(fēng)模型17-20
• 2.3 風(fēng)輪模型20-25
• 2.4 傳動(dòng)鏈模型25-27
• 2.5 發(fā)電機(jī)模型27-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 風(fēng)電機(jī)組特性及控制策略研究32-38
• 3.1 引言32
• 3.2 機(jī)組性能分析32-35
• 3.2.1 功率特性曲線32-33
• 3.2.2 轉(zhuǎn)矩特性曲線33-34
• 3.2.3 推力特性曲線34-35
• 3.3 變速恒頻的控制策略35-37
• 3.3.1 基本轉(zhuǎn)矩控制策略35-36
• 3.3.2 基本變槳控制策略36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 模型預(yù)測(cè)控制器研究與設(shè)計(jì)38-47
• 4.1 引言38
• 4.2 模型預(yù)測(cè)控制基本原理38-41
• 4.3 風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)41-45
• 4.3.1 狀態(tài)空間模型42-43
• 4.3.2 優(yōu)化問題43-45
• 4.3.3 參數(shù)調(diào)整45
• 4.4 風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)流程45-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 復(fù)合模型預(yù)測(cè)控制變槳控制器設(shè)計(jì)47-58
• 5.1 引言47
• 5.2 風(fēng)電機(jī)組變槳距控制器47-53
• 5.2.1 變槳PI控制器設(shè)計(jì)48-49
• 5.2.2 變槳MPC控制器設(shè)計(jì)49
• 5.2.3 兩種控制器仿真研究49-53
• 5.3 復(fù)合MPC風(fēng)電機(jī)組變槳控制器53-57
• 5.3.1 復(fù)合MPC控制器設(shè)計(jì)54-56
• 5.3.2 非線性仿真結(jié)果56-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 第6章 風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)58-64
• 6.1 引言58
• 6.2 聯(lián)合仿真軟件介紹58-60
• 6.3 聯(lián)合實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)60-63
• 6.4 本章小結(jié)63-64
• 第7章 結(jié)論與展望64-65
• 7.1 總結(jié)討論64
• 7.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文68-69
• 致謝69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 潘大夫;汪渤;周志強(qiáng);;Matlab與C/C++混合編程技術(shù)研究[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);2009年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 賈增周;大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的智能滑模變結(jié)構(gòu)控制研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2008年

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本文編號(hào)：896848