文档介绍：天津工业大学
硕士学位论文
大型风电机组变桨距系统设计及其智能控制方法研究
姓名:郭威
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:徐玉秀
20070101
、无污染、低成本等优点,正受到世界各国的重视。高效面可靠的风力发电系统的研究与开发已经成为能源技术领域的热点和难点。由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点,所以对风力发电机组尤其是大型机组控制技术的深入研究具有十分重要的现实意义。本文以国产兆瓦级风力发电机组为依托,对大型风力发电机组变桨距控制技术进行了较深入的探讨。本文首先从风力机桨叶的空气动力学基本理论入手,分析出变桨距控制的基本规律;独立变桨是变桨距控制发展的必然趋势,参考国内外的相关资料,提出一种用于独立变桨距的液压系统设计方案,包括理论计算、原理图分析和液压部件选型等,并在疎薪⒍懒⒈浣熬嗷沟娜P停谱骰乖俗的动画;为研究变桨距系统的动态特性和控制规律,分析了风电机组各部分的数学模型,并在/中建立相应的仿真模块。智能控制技术越来越多地出现在工业控制领域。本文提出一种应用于统一变桨的模糊问哉ǹ刂破魃杓品桨福⑼ü抡嬷っ髂:齈比常规具有更好的适应性和可靠性;另外,利用神经网络技术,提出一种基于来流角预测的独立变桨距控制策略。并通过仿真证明其可有效地减小桨叶的气动疲劳载荷,而且功率控制效果也优于统一变桨。关键词:风力发电机组变桨距控制液压系统统一变桨独立变桨来流角预测
纁甒甌,簑,.,/琟/,.,—:,..Ⅱ
:弘刁年麓胰签字日期:加阥月罗或撰写过的研究成果,也不包含为获得丢姿王些太堂或其他教育机构的学位或特授权云洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文作者完全了解云洼王些塞堂有关保留、使用学位论文的规定。检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名学位论文作者签名:导师签名:
学位论文的主要创新点一、参考国内外的相关资料,提出一种独立变桨距液压系统的设计方案,包括理论计算、原理图分析和液压部件选型等。二、利用神经网络技术,提出一种基于来流角预测的独立变桨距控制策略,并通过仿真证明其可有效地减小桨叶的气动疲劳载荷,而且功率控制效果也优于统一变桨。
⒌缱凼年,丹麦制造了人类社会的第一台风力发电机。二十世纪年代后,能源是现代社会存在和发展的物质基础。随着全球经济的快速发展,能源枯竭和环境污染问题已愈来愈严重。世界各国都积极开发和利用各种可再生、无污染、低成本的新能源。风能由太阳能转化而来,国际气象组织估计全球可利用风能的储量大约为”,比地球上可开发利用的水能总量还要大倍前,丰富而清洁的风能作为一种最具发展潜力且商业化运行最成熟的可再生能源,受到越来越多的重视。风能系统特别是风力发电系统的研制与开发已成为能源技术领域的研究热点和重点。风力发电系统的设计、制造、控制和管理等各方面的理论与应用都趋于成熟,风力发电技术进入实用化和商业化阶段。此时,单机容量已由几十跃升至几百,欧美国家出现了将大批风力发电机组集中安装和管理的风电场,从而实现了有计划、大规模地开发和利用风能资源。进入二十一世纪后,风力发电产业取得了飞速的发展,在新能源和可再生能源领域中增长最快。目前,全球风电总装机容量的年增长率达到%以上,美国、意大利、德国、法国的年增长率更高达%以上。根据全球风能委员会报告,截至年底,世界风电装机总容量为,其中装机容量前坏墓依次为,德国⑽靼嘌、美国、印度⒌ぢE分奕允欠缌Ψ⒌缡谐〉牧斓颊撸渥盎萘课兆瓦,相当于座核电站的发电量,占全世界风电总装机的%。欧洲风能协会和绿色和平组织签署的《风力ǜ嬖げ猓耆虻姆缌Ψ⒌缱盎达到亿,占全球发电总量的%全球范围内,风力发电已形成年产值超过亿美元的产业。其中的%是用于对风力发电机组及其配套设备的各种投资。风力发电机组是风力发电的关键设备,也是实现风电产业蓬勃发展的技术基础。目前投入商业运营的风力发电机组,%以上都是水平轴、三叶片、上风式机组。其中,中小型机组主要用于偏远、缺电地区的离网型风电系统,包括风力/柴油联合发电、风—光互补发电等
.诜缌Ψ⒌缱凼形式,以解决局部地区的生活用电问题,而风轮直径大