文档介绍：中南大学
硕士学位论文
基于自适应转速观测器的双馈风力发电控制系统的研究
姓名:聂珣
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:年晓红
20090604
摘要随着风力发电机组容量的不断增大,提高运行效率、最大程度地利用风能已经成为风力发电技术研究的重要内容,可实现最大风能追踪的变速恒频双馈风力发电技术也就成为了研究的热点。在最大风能追踪控制系统中,速度传感器不利于发电系统的稳定和维护,无速度传感器技术成为了双馈风力发电控制的热点研究方向。论文分析了双馈发电机的运行机理,对数学模型、坐标变换、风力机的运行特性及功率关系进行了研究。针对的特性,设计了网侧控制器和电机侧控制器,分别实现了单位功率整流和最大风能追踪,其中重点研究了最大风能追踪控制模块。在该模块中,将磁场定向矢量控制技术应用到运行控制上,形成了基于定子磁链定向的有功、无功功率解耦控制策略。在/中搭建了一整套姆缌Ψ⒌缦低撤抡婺P停很好地实现了系统并网和风能追踪等功能。设计了一种基于自适应状态观测器的速度辨识方案,运用稳定性理论,构造了新型函数,推导出转速的自适应辨识率。同时利用ぞ呦洌蠼馑咝跃卣蟛坏仁剑玫阶允应观测器的增益矩阵,使得状态观测器的稳定性在包括零点在内的足够大的对称区间里得到保证,从而保证了观测器在全速范围内的稳定性。在/中搭建了速度辨识模块,将其应用到了的风力发电系统仿真模型,并通过仿真对比证明了该方法的可行性。关键词变速恒频风力发电,双馈发电机,无速度传感器,自适应状态观测器
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作者签名:擤导师签名作者签名:三嗵日期:迸/日期:哗年上月业日年上月殳日原创性声明学位论文版权使用授权书本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文;同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第一章绪论选题背景与意义风力发电发展概述上个世纪七十年代以来,能源日益枯竭,环境不断恶化。由于我国长期发电结构不合理,火电所占比例过大,。因此,从能源发展战略来看,中国必须寻求一条可持续发展的能源道路,同时世界能源结构也将进入大变革时期,二十一世纪将是清洁可再生能源发展的世纪【俊除了水电以外其他可再生能源中,风能发电在技术上日趋成熟,商业化应用不断提高,是近期内最具有大规模开发利用前景的可再生资源。经济性方面,风加;而且随着技术的进步,风力发电的成本将有进一步降低的巨大潜力。因此,在各种可再生能源利用中,风能具有很强的竞争力,成为电力系统增长速度最快的新能源。双馈变速恒频风力发电是一种全新、高效的风能开发方案,它可以实现功率解耦及最大风能追踪控制的变速恒频发电运行,具有工作效率高、控制性能好、变换器设计容量小等优点。目前,双馈风力发电机的控制方法大多采用带速度传感器的矢量控制技术。由于速度传感器的安装使系统成本增加,而且给双馈发电机的维护带来一定困难,所以相比之下,无速度传感器的双馈风力发电将会降低系统成本,提高系统可靠性。.缌Ψ⒌缬湃钡憬樯风力发电之所以在全世界获得快速发展,除了能源需求增加,环保压力加大外,重要的是风能本身所具有的独特优点:缒茏试捶岣唬粲谇褰嗟目稍生能源;┕ぶ芷诙蹋导收嫉厣伲酝恋匾G蟮停投资少,投资灵活,投资回收快;绲绯≡诵屑虻ィ缌Ψ⒌缇哂芯眯裕风力发电技术相对成熟。但是风电也有局限性,主要表现在:缒艿哪芰棵芏刃∏也晃榷ǎ荒大量储存;缏只男式系停对生态环境有影响,产生机械和电磁噪力发电成本不断降低,同时常规能源发电由于环保要求增高使得成本进一步增声;尤氲缤保缘缤胁焕挠跋臁硕士学位论文
.澜绶绲绶⒄瓜肿风力发电作为目前可再生能源开发利用中技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一,由于其在减轻环境污染、调整能源结构、解决偏远地区居民用电问题等方面的突出作用,越来越受到世界各国的重视并得到了广泛人类利用风能的历史已有几千年,在蒸汽机发明之前风能曾经作为重要的动力用于提水饮用、灌溉、排水、磨面等。历史上最早的风车出现于公元甑阿富汗,人们采用垂直轴风车用