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基于变桨距的风力发电控制系统研究

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毕业论文范文题目:基于变桨距的风力发电控制系统研究,论文范文关键词:基于变桨距的风力发电控制系统研究
基于变桨距的风力发电控制系统研究毕业论文范文介绍开始:
【论文摘要】:风能是一种清洁能源,取之不尽,用之不竭。环境和能源的客观要求使风能受到越来越深入的关注,因此以风力发电为主的清洁的新型可再生能源发电方式正越来越多的代替传统以化石燃料为主的发电方式。尽管目前国内外的装机容量不断增加,风电场建设规模不断增大,但有些风力发电的核心控制技术还很不成熟,如载荷优化、低电压穿越、独立变桨及塔架阻尼控制技术等。因此对风力发电的关键性控制技术进行研究具有广泛的意义。本文针对提高风能利用率的最大风能利用(文章此处忽略..)系数Cp控制,恒功率的变桨距控制以及针对风向的偏航控制进行研究。本文首先从空气动力学、电机学角度出发,以实际的风电场发电机组为研究对象,建立了符合实际要求和意义的被控对象模型。由于自然风的随机性,从风速和风向角度,研究其对发电机组发电效率、机械极限以及风能利用效率的影响。针对风速,为使得发电机组既能吸收最大的风能,又能使其向电网输送平稳的功率,保证电网的供电质量和安全,分阶段采用了不同的控制策略和控制算法。低于额定风速时(略..),以追求吸收最大的风能为目标,采用最优转速控制方案,对能够保持最大风能利用系数Cp的风速范围进行统计分析,并与采用传统的查表法时的输出功率进行比较。结果表明,采用最优转速控制能使保持最大Cp风速范围变宽,从而使输出功率更高。高风速时,以追求恒定的功率输出即额定功率为目标,通过变桨距调节来实现。由于变桨距风电机组具有很强的延时特性和滞后性,传统的PID控制并不能取得较好的控制效果。本文采用了一种模糊—PID切换控制方案。低(本文此处忽略..)风速时,以一定的误差阀值为切换标准,高于阀值时,采用模糊控制,根据现场的操作经验迅速减小误差,以提高系统的快速性。低于阀值时,切换到PID控制,以提高系统的稳态性能。同样高风速时,也采用模糊控制和PID控制切换的方式,综合了二者的优点。由于自然风速空间分布的不均匀性,将风速模型进行等效分析。并在MATLAB里搭建了风电机组的动态模型和风速模型,依据此控制方案和控制策略进行仿真,并进行效果分析,不断改进和完善,取得较好的效(文章此处忽略..)果。其次,建立了基于bladed软件的风机模型和风速模型,通过bladed软件生成机组模型并进行参数设置,然后与控制器链接,模拟各种风况进行仿真分析。最后,就针对风向的偏航控制进行研究。要保证风电机组的发电效率,除了最大速度跟踪和变桨调节外,还要保证风轮始终对准风向,这就要通过偏航系统来保证。本文分析了爬坡法在偏航系统中的应用,建立了偏航模糊-PID切换控制器,并在MATLAB中进行仿真,取得了较好的控制效果。


以上为本篇毕业论文范文基于变桨距的风力发电控制系统研究的介绍部分。
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