發(fā)布時間：2018-10-04 22:29

【摘要】：隨著人類不斷的進步和發(fā)展,隨之而來的是對能源的開發(fā)和利用不斷增加。能源廣泛應用于各個領域,工業(yè)、車輛、以及日常生活中都會大量的使用能源,能源和我們?nèi)祟惖纳嫦⑾⑾嚓P,對人類的發(fā)展和未來至關重要。因此,合理的開發(fā)、利用可再生能源,是值得認真對待的世界性問題,需要人類的共同努力。風能是可再生能源并且污染小,應該增加對其的利用,關于風能利用的問題應引起世界共同的關注。雖然我國的風電裝機容量和風電設備制造規(guī)模近幾年發(fā)展迅速,在世界范圍內(nèi)具有一定的競爭力。但是在風力發(fā)電的技術方面,特別是在風電場接入系統(tǒng)后的運行方面和在風電設備的制造方面,我國與世界先進水平的差距還相當大。近年來已經(jīng)引進了國外的先進技術,仍然處于消化、理解和吸收的階段。傳統(tǒng)的變速恒頻風力發(fā)電機組,例如雙饋感應風力發(fā)電機組,頻率不穩(wěn)定,機械故障率較高,電的品質(zhì)得不到保證,會對電網(wǎng)造成污染。本文所研究的風力發(fā)電機組通過液力機械調(diào)速裝置取代頻率轉(zhuǎn)換裝置,既可以保證風輪變轉(zhuǎn)速運行又可以直接與同步發(fā)電機相連接,向電網(wǎng)提供與常規(guī)火電、水電機組同樣質(zhì)量的電能。有利于大功率發(fā)電設備的開發(fā)和國產(chǎn)化,意義重大。本課題主要從以下幾個方面進行研究與分析:(1)基于曲面擬合原理建立導葉可調(diào)式液力變矩器的數(shù)學模型研究階次及加權系數(shù)對擬合精度的影響,通過調(diào)節(jié)階次和加權系數(shù)的大小,提高擬合的精度�；谝陨侠碚摲治鰯M合液力變矩器的CFD計算數(shù)據(jù),得出泵輪和渦輪轉(zhuǎn)矩關于轉(zhuǎn)速比和導葉開度的二元三次函數(shù),并對導葉調(diào)節(jié)規(guī)律進行分析。(2)風力發(fā)電系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)學模型建立為分析風力發(fā)電液力機械控制系統(tǒng)的特性建提供了基礎。分別建立了風力機、齒輪箱、同步發(fā)電機以及導葉調(diào)節(jié)機構的數(shù)學模型。風力發(fā)電系統(tǒng)由液壓伺服位置控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)導葉開度,利用AMESim軟件模型庫中提供的模型,對閥控液壓缸系統(tǒng)進行建模,合理設置參數(shù),得出較為理想的響應曲線。(3)風力發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)仿真分析根據(jù)風電機組的運行特性和控制要求,設計相應的控制系統(tǒng),利用MATLAB\Simulink建立系統(tǒng)模型聯(lián)合AMESim軟件對風力發(fā)電液力機械控制系統(tǒng)進行聯(lián)合動態(tài)仿真。觀察系統(tǒng)在不同風速變化情況下的動態(tài)響應特性,驗證控制器設計的準確性以及是否能構達到控制目標。
[Abstract]:With the progress and development of human beings, the development and utilization of energy is increasing. Energy is widely used in various fields, industry, vehicles, and daily life. Energy is closely related to the survival of human beings, and is crucial to the development and future of human beings. Therefore, reasonable development and utilization of renewable energy is a world problem worthy of serious treatment and needs the joint efforts of human beings. Wind energy is a renewable energy with little pollution, and its utilization should be increased. The problem of wind energy utilization should be paid more attention to by the world. Although China's wind power installed capacity and wind power equipment manufacturing scale has developed rapidly in recent years, it has a certain degree of competitiveness in the world. However, in terms of wind power generation technology, especially the operation of wind farm connected to the system and the manufacture of wind power equipment, the gap between China and the world advanced level is still quite large. In recent years, foreign advanced technology has been introduced, still at the stage of digestion, understanding and absorption. The traditional variable speed constant frequency wind turbine, such as doubly-fed induction wind turbine, is unstable in frequency, high in mechanical failure rate, and the quality of electricity can not be guaranteed, which will pollute the power network. The wind turbine studied in this paper replaces the frequency conversion device by hydraulic mechanical speed regulating device, which can not only guarantee the variable speed operation of the wind turbine, but also connect directly with the synchronous generator, and provide the power grid with conventional thermal power. Electricity of the same quality for hydroelectric units. It is of great significance to the development and localization of high-power generation equipment. This paper mainly studies and analyzes the following aspects: (1) based on the theory of curved surface fitting, the mathematical model of adjustable hydraulic torque converter with guide vane is established to study the influence of order and weighting coefficient on fitting accuracy. By adjusting the order and the size of the weighting coefficient, the precision of fitting is improved. Based on the above theoretical analysis and fitting of the CFD calculation data of hydraulic torque converter, the binary cubic function of pump wheel and turbine torque about speed ratio and guide vane opening is obtained. The governing law of guide vane is analyzed. (2) the static mathematical model of wind power system provides a basis for analyzing the characteristics of hydraulic mechanical control system in wind power generation. The mathematical models of wind turbine, gearbox, synchronous generator and guide vane regulator are established. The wind power system is controlled by hydraulic servo position control system to adjust the guide vane opening. Using the model provided by AMESim software model base, the valve controlled hydraulic cylinder system is modeled and the parameters are reasonably set up. A more ideal response curve is obtained. (3) the dynamic simulation analysis of wind power system designs the corresponding control system according to the operating characteristics and control requirements of wind turbine. Using MATLAB\ Simulink to establish the system model and AMESim software to carry on the joint dynamic simulation to the hydromechanical control system of wind power generation. The dynamic response characteristics of the system under different wind speed changes are observed to verify the accuracy of the controller design and whether the controller can be constructed to achieve the control objectives.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM614;TP273

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 苗立軍;5015410A型液力變矩器最小補償壓力值的確定[J];起重運輸機械;2000年02期

2 陳海虹;液力變矩器在工程機械上的應用和發(fā)展[J];貴州工業(yè)大學學報(自然科學版);2001年04期

3 周朝霞;張傳愛;;液力變矩器的正確檢查和維護[J];輕型汽車技術;2001年12期

4 朱金海;液力變矩器的保養(yǎng)與故障分析[J];起重運輸機械;2002年04期

5 張新榮,黃宗益;液力變矩器的閉鎖及其控制研究[J];筑路機械與施工機械化;2002年02期

6 劉振軍,秦大同,胡建軍,楊亞聯(lián);轎車用液力變矩器性能試驗分析[J];重慶大學學報(自然科學版);2002年02期

7 趙紅,馬文星,王大志;液力變矩器動態(tài)特性辨識方法的探討[J];工程機械;2002年07期

8 李雪原,閻清東;液力變矩器葉片制作方法研究[J];兵工學報;2003年04期

9 祖炳潔,賈糧棉 ,鄭明軍;液力變矩器在工程機械中的正確使用與檢查[J];起重運輸機械;2003年08期

10 吳麗麗;試論控制液力變矩器性能措施的有效途徑[J];云南交通科技;2003年02期

相關會議論文 前10條

1 項昌樂;閆清東;戴德修;;液力變矩器的應用與發(fā)展[A];液壓氣動密封行業(yè)信息專刊匯編第二卷[C];2003年

2 陳紀新;;裝卸運輸機械中液力變矩器的應用[A];上海物流工程學會2003’論文集[C];2003年

3 趙靜一;馬玉良;王智勇;;新型液力變矩器性能試驗臺設計[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（上）[C];2007年

4 齊學義;張風羽;翟小兵;;液力變矩器三元流場計算的一種近似方法[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學術年會文集[C];2000年

5 魏巍;閆清東;;液力變矩器葉柵系統(tǒng)三維優(yōu)化設計方法研究[A];第四屆全國流體傳動與控制學術會議論文集[C];2006年

6 吳發(fā)乾;;發(fā)動機和液力變矩器輸出特性合成計算方法[A];推進節(jié)能環(huán)保，給力綠色崛起——海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會2012年海南機械科技學術報告會交流論文集[C];2012年

7 李吉元;閆清東;;牽引-制動型液力變矩器與機械制動器聯(lián)合制動控制系統(tǒng)研究[A];機床與液壓學術研討會論文集[C];2004年

8 李吉元;閆清東;;牽引-制動型液力變矩器與機械制動器聯(lián)合制動控制系統(tǒng)研究[A];第三屆全國流體傳動及控制工程學術會議論文集（第二卷）[C];2004年

9 吳慶玲;陳偉;韓洪江;;裝載機發(fā)動機與液力變矩器的匹配分析[A];2010全國機械裝備先進制造技術(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

10 魏巍;張利霞;閆清東;;液力變矩器流場計算可視化及其OpenGL實現(xiàn)[A];機床與液壓學術研討會論文集[C];2004年

相關重要報紙文章 前4條

1 靳書陽;航天動力定增募資10億 建汽車液力變矩器項目[N];證券時報;2011年

2 楊章躍　許雪勤;江西飛龍鉆頭液力變矩器項目通過專家驗收[N];中國工業(yè)報;2009年

3 ;立足市場 銳意創(chuàng)新[N];大眾科技報;2005年

4 本報記者 楊景定;銷車顧問：你有多少東西讓人可問？[N];當代汽車報;2007年

相關博士學位論文 前9條

1 劉春寶;轎車扁平化液力變矩器研究[D];吉林大學;2009年

2 劉仕平;液力變矩器的數(shù)學模型、新型設計方法及內(nèi)部流場研究[D];太原理工大學;2010年

3 石祥鐘;液力變矩器內(nèi)部三維流動數(shù)值模擬與特性預測方法研究[D];吉林大學;2005年

4 田華;液力變矩器現(xiàn)代設計理論的研究[D];吉林大學;2005年

5 劉城;向心渦輪式液力變矩器葉柵系統(tǒng)參數(shù)化設計方法研究[D];北京理工大學;2015年

6 譚越;沖焊型液力變矩器沖壓成形數(shù)值模擬與試驗研究[D];吉林大學;2014年

7 劉樹成;車用柴油機與液力變矩器動態(tài)匹配技術研究[D];北京理工大學;2015年

8 褚亞旭;基于CFD的液力變矩器設計方法的理論與實驗研究[D];吉林大學;2006年

9 李興忠;越野車用液力機械式自動變速器控制系統(tǒng)關鍵技術研究[D];吉林大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 朱建華;液力變矩器理論設計方法的研究[D];重慶大學;2008年

2 鄒亞科;鈑金型液力變矩器內(nèi)流場分析[D];長安大學;2009年

3 成龍;液力變矩器熱平衡研究和冷卻系統(tǒng)設計[D];武漢理工大學;2010年

4 席智星;制造方法對液力變矩器性能影響的研究[D];吉林大學;2011年

5 趙永志;液力變矩器的葉片設計[D];吉林大學;2005年

6 王曉晶;液力變矩器葉柵參數(shù)優(yōu)化及造型研究[D];哈爾濱理工大學;2005年

7 許濤;液力變矩器三維流場仿真計算[D];武漢理工大學;2006年

8 李勤;4T65E型液力變矩器的變形仿真研究[D];浙江大學;2003年

9 熊欣;基于虛擬制造的液力變矩器設計與開發(fā)[D];武漢理工大學;2004年

10 吳波;液力變矩器的三維流場仿真計算[D];吉林大學;2008年

，

本文編號：2252120