风电蓄热供暖系统控制技术的研究

【摘要】：随着全球能源的日益匮乏以及传统发电方式所引起的环境污染问题的加剧,我国政府已经把发展风力发电设为新能源战略的重要部分,并给予大力支持,我国风力发电行业的发展前景广阔。且在我国一些寒冷风大、冬季时间长且缺乏传统能源的地区,存在着取暖困难的问题,严重影响了居民的生产和生活,制约了这些地区的发展。所以利用这些地区风大且已经建有中小规模风电厂的特点,基于离网型风力发电系统,构建高效率的电能转化系统,将丰富的风力资源转化为急需的热能,并对整个风电蓄热供暖系统进行合理的控制就成为解决这些地区取暖问题的有效手段。风电蓄热供暖系统不但可以满足供暖的需要,而且减少了化石能源的使用,促进了能源结构的优化配置。并且能够有效地改善因燃煤供暖所引起的环境污染问题,提高空气质量,减少雾霾、酸雨等现象的发生,是一举多得的举措。本文介绍了风电蓄热供暖系统的主要结构,对系统的风力发电部分和蓄热供暖部分分别进行了分析和研究。风力发电部分对双馈感应电机和双PWM变流器进行了数学模型分析,并研究了离网型风力发电系统的运行机理及控制策略。在分析风力发电功率控制技术的基础上,提出了适合风电蓄热供暖系统的MPPT控制策略,并进行了不同风速下的仿真实验,仿真验证了系统基本结构和控制方法的可行性,由仿真结果可以看出,控制策略反应速度快,有效地缩短了最大功率跟踪所用的时间。蓄热供暖部分研究了它的工作原理和工作参数,提出了对电加热设备和蓄热装置等的选择原则,并利用组态王软件完成了监控软件的设计和开发。 【关键词】：风电蓄热供暖 离网型风力发电 MPPT控制 蓄热式电热锅炉 组态设计
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU832
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.1.1 风力发电的优越性10-11
• 1.1.2 风电蓄热供暖系统的意义11
• 1.2 离网型风力发电的研究现状11-12
• 1.2.1 离网型风力发电部分的结构与特点11-12
• 1.2.2 离网型风电控制技术的研究现状12
• 1.3 蓄热供暖技术的现状及发展趋势12-13
• 1.4 本文研究的内容13-15
• 第二章 风力发电部分的基本结构及其数学建模15-26
• 2.1 离网型风力发电部分的基本结构15
• 2.2 风力机模型15-18
• 2.2.1 风力机的特性15-17
• 2.2.2 用直流电机模拟风机的控制策略17-18
• 2.3 双馈感应电机的数学模型18-23
• 2.3.1 双馈感应电机在abc坐标系下的数学模型18-21
• 2.3.2 双馈感应电机在 αβ 坐标系下的数学模型21-22
• 2.3.3 双馈感应电机在dq坐标系下的数学模型22-23
• 2.4 PWM变流器的数学模型23-25
• 2.4.1 PWM变流器在abc坐标系下的数学模型23-24
• 2.4.2 PWM变流器在dq坐标系下的数学模型24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 离网型风力发电系统的变流器控制26-40
• 3.1 双馈感应电机的运行原理及其工作状态26-28
• 3.2 系统变流器控制策略的分析28-33
• 3.2.1 RSC的控制策略28-31
• 3.2.2 LSC的控制策略31-33
• 3.3 仿真结果分析33-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 离网型风力发电系统的功率控制40-54
• 4.1 风力发电系统的功率控制策略40-43
• 4.1.1 常规风力发电的功率控制40
• 4.1.2 MPPT的控制策略与动作原理40-43
• 4.2 常见风力发电系统的功率控制方案43-45
• 4.2.1 风速跟踪控制方案43
• 4.2.2 转速反馈控制方案43-44
• 4.2.3 功率扰动控制方案44-45
• 4.3 离网型风力发电系统的功率控制思路45-47
• 4.3.1 变转速扰动的MPPT控制46
• 4.3.2 MPPT控制策略中的低通滤波器46
• 4.3.3 控制流程46-47
• 4.4 仿真结果分析47-52
• 4.5 本章小结52-54
• 第五章 蓄热供暖部分的研究与设计54-61
• 5.1 蓄热供暖部分的参数与工作原理54-57
• 5.1.1 蓄热式电加热锅炉的分类与特点54-55
• 5.1.2 蓄热式电热锅炉工作参数的选择55-56
• 5.1.3 蓄热供暖系统的工作原理56-57
• 5.2 系统上位机组态监控软件的开发57-59
• 5.2.1 风电蓄热供暖系统监控中心的组态设计57-58
• 5.2.2 风电场运行实时监测系统的组态设计58-59
• 5.2.3 蓄热供暖实时监控系统的组态设计59
• 5.3 PLC在蓄热供暖控制系统中的应用59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61
• 6.2 展望61-63
• 参考文献63-67
• 附录67-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文69-70

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

瑞典研制出新型风力发电系统    

大型风力发电系统的两项关键技术通过专家验收    

瑞典研制出新型风力发电系统    

瑞典研制出新型风力发电系统    

瑞典研制出新型风力发电系统    

一种新型风力发电系统    

瑞士研制出新型风力发电系统    姜东琳

瑞士研制出新型风力发电系统    

户用小型风力发电系统现状与发展(下)    李德孚

离网小型风力发电系统的研究    张建辉;许莹莹;

浅析风力发电系统雷电综合防护    李响;

浓缩风能型风力发电系统的理论与实验验证    田德;王海宽;陈松利;辛海升;韩巧丽;

小型风力发电系统    赵福盛;

变速风力发电系统逆变器的研究    李维华;曹仁贤;

基于状态观测器的风力发电系统无速度传感器控制    任丽娜;刘福才;焦晓红;

小型风力发电系统(三)    赵福盛;

多分辨率小波分析在风力发电系统谐波检测中的应用    杨国良;李惠光;

风力发电系统中无刷双馈发电机的仿真研究    段琰璞;李和明;

推广应用中小型风力发电系统 促进经济增长环境友好双重发展    姚修伟;

小型风力发电系统(二)    赵福盛;

张利平与斯维奇风力发电系统(北京)有限公司高管座谈    记者 王庆华

日本家用发电系统日渐流行    日商

科研人员研制出纳米薄膜风力发电系统    李斌

聚焦6.18省工商联展馆    时报记者 张天源 林翊 林佳 陈金羽 见习记者 万中伟

70岁老人自制“风力发电机”    潘勤勇　杨世朋 吴志杰

“明年的订单都接满了”    记者 程连红

微风发电项目落户铁西    卞松林记者 封葑

浙江移动试点风能基站    记者 陈珊

基于T-S模糊线性化的风力发电系统增益调度控制研究    胡阳

小型风力发电系统能量管理集成控制的研究    齐志远

变速风力发电系统变流与优化控制研究    宋平岗

直驱永磁同步风力发电系统功率平滑策略的研究与控制系统设计    胡雪松

直驱式永磁风力发电系统多重化功率变换器运行控制    王志强

定子双绕组感应风力发电系统的关键技术研究    施凯

大容量双馈式风力发电系统并网关键问题研究    周宏林

风力发电系统运行与控制方法研究    孙春顺

变速定桨风力发电系统控制技术研究    陈杰

并网型风力发电系统的小扰动稳定性分析研究    李军军

基于混合储能的小型风力发电系统能量管理研究    孙玉龙

直驱式永磁同步风力发电系统低电压穿越技术研究    邱昊

基于逆系统方法的永磁同步风力发电系统非线性控制研究    齐书康

基于大电感永磁发电机的小型风力发电系统研究    陈家海

风电蓄热供暖系统控制技术的研究    胡雪琳

小型风力发电系统及其控制技术的研究    江晓林

独立运行小型风力发电系统的研究    金子轶

基于统一数学模型的双馈式风力发电系统的控制策略及其仿真研究    张青侠

直驱型风力发电系统电能逆变器的研究    陈志伟

风力发电系统低电压穿越特性的研究    胡兵