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摘要随着人类社会的不断进步与发展,常规能源的短缺以及自然环境的污染日益严重,风能作为一种可再生的绿色能源受到了越来越广泛的重视。目前风电行业的主流机型为统一变桨距风力发电机组,因此变桨距控制方法的研究具有重要的意义。本文结合空气动力学原理,介绍了风力发电机组的基本结构,以及风能向电能转化的原理。通过分析变桨距风力发电系统的运行原理,对大型风力发电机组统一变桨距控制策略进行了研究,在此基础上建立了兆瓦级变桨距风机的仿真模型。仿真模型主要包括风速模型、风轮模型、传动系统模型、双馈发电机机械特性模型、桨距角执行机构模型。测试验证了模型的正确性后,分别进行对其转速控制和功率控制。转速控制主要研究了风速刚刚达到切入风速时,变桨距控制系统通过控制桨距角控制发电机转速。通过刂破控制桨距角,使发电机转速稳定在同步转速,为柔性并网提供条件。功率控制主要研究风速达到或超过额定风速后,变桨距系统通过控制桨距角控制风机的输出功率。本文分别用刂破骱妥钥谷趴刂破鰽吹鹘诮熬嘟牵俨捎昧W尤核惴ǘ宰钥谷趴刂破鞑数进行自整定。本文利用实现了风力发电机的仿真运行与控制。仿真结果表明,与制器相比,自抗扰控制器获得了更好的控制效果,系统抗扰性更强,稳定性明显提高;采用粒子群算法整定自抗扰控制器参数后,得到的控制效果较之前的更为理想,输出功率更接近于给定值,功率曲线更平稳。粒子群算法能够有效的节省人力,实现参数的自动寻优,同时能够得到更优的控制效果。关键词:风力发电,变桨距控制,刂疲钥谷趴刂破鳎W尤核惴●
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录髀邸课题意义和背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯风力发电技术的国内外研究进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.风力发电技术的发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.,⋯⋯⋯..风力发电机组的关键技术⋯⋯.:⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘⋯⋯⋯⋯⋯..。.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯’⋯⋯一⋯.浣熬喾缌Ψ⒌缁楣ぷ髟怼风力发电机的基本组成及发电原理⋯⋯⋯⋯⋯..风力发电的空气动力学基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..浣熬喾缌榈姆抡娼S肟;凡馐浴风速模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..风轮模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..传动系统模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.双馈发电机模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一变桨距执行机构模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..‘..‘变桨距控制系统开环仿真运行与实验结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯赑控制器的变桨距控制系统研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..刂破鞯脑砑安问ㄔ颉基于刂频谋浣熬喾缌Ψ⒌缦低匙K倏刂品抡嫜芯俊基于刂频谋浣熬喾缌Ψ⒌缦低彻β士刂品抡嫜芯俊刂破鞯挠湃钡惴治觥谧钥谷趴刂破鞯谋浣熬嗫刂葡低撤抡嬗胙芯俊孔钥谷趴刂破鞯母攀觥目目录
自抗扰控制器的基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.傥⒎制纳杓啤.┱抛刺鄄馄的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..窍咝宰榉蠢】刂坡的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.芙峒罢雇骸致洹参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯自抗扰控制器的参数整定原则⋯⋯⋯...傥⒎制问ā.┱抛刺鄄馄参数整定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...窍咝苑蠢】刂坡参数整定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.基于粒子群算法的自抗扰控制器参数自整定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.惴ǖ脑砑傲鞒獭基于自抗扰控制器的变桨距风力发电系统功率控制仿真研究⋯⋯⋯⋯..西安理工大学硕士学位论文.,
髀课题意义和背景能源是人类赖以生存的基本要素,是国民经济的主要物资基础。随着人类社会进入世纪,全球经济也跟着迅猛发展,与此同时世界人口日益增长,因此世界各国都面临着资源和环境的重大压力。煤、石油和天然气是当今人类社会最主要的能源,然而它们全部为化石能源,不可再生。人类对煤、石油以及天然气的开采历史大约己有二三百年,而这些化石燃料在地下却要经过亿万年才能形成,目前一个越来越严重的问题摆在人们的面前:有限的、不可再生的化石燃料即将被消耗殆尽。据联合国年的统计,目前全球已被探明的石油能源,只能再维持人类年的使用,天然气仅够使用年左