变速恒频双馈风电机组最大功率点追踪控制

【摘要】：在双馈式变速恒频风力发电系统中,控制系统是风电机组正常运行的关键,而控制技术也成为风电机组的关键技术,控制技术的好坏直接影响到风电机组的其他单元,其功能的完善程度、控制精度的准确度与机组的效率、安全有着密切的关系,而提高变速恒频风力发电效率的有效途径是在最佳转速下如何控制风力发电机组运行的研究,也就是研究最大功率点追踪的控制方法,可以最大限度的捕获风能。 文章首先对双馈式风力发电机组的基本结构和发电原理进行了分析,同时对不同风速变化下风力发电机组的功率控制方法进行了研究,接着研究风电机组在低于额定风速时的功率控制,根据风速在运行中变化的情况,使系统运行在最佳叶尖速比从而获得最大功率。目前,有许多风力发电机组在进行控制时需要知道风速信号,此信号由风速仪测得进而调节风轮转速,但是因为空气是时刻流动的,从而致使风轮表面上的风速具有很大的差别,而且受塔影、湍流等不同因素的作用,系统的可靠性会受到特别大的影响。文中主要设计了两个模糊逻辑控制器,第一个控制器在额定风速以下根据最大功率点追踪原理建立了模糊规则库,利用发电机有功功率偏差和高速轴转速偏差来求得参考转速;第二个控制器根据参考转速和实际转速的偏差和偏差的变化率来调节发电机的电磁转矩,进而改变风轮转速,使风机在最佳叶尖速比运行。接着对双馈发电机采用直接转矩控制,实现发电机的有功功率调节,确保了风电机组并网后的稳定运行,实现了功率的最大控制。 最后,为了验证最大功率点追踪控制的方法,使用MATLAB/SIMUlink软件对1MW双馈风力发电系统进行仿真研究并验证了控制效果。且针对兆瓦级风力发电机组大滞后、非线性、时变性等特点,在模糊控制系统中引入系统辨识环节,然后对仿真之后的波形进行分析,验证了改进后的模糊控制器取得了更加理想的控制效果。 【关键词】：变速恒频 最大功率点追踪 模糊逻辑控制器 直接转矩控制 系统辨识
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景与意义10-11
• 1.2 国内外风力发电技术及其发展概况11-15
• 1.2.1 国外风力发电技术发展现状与趋势12-14
• 1.2.2 国内风力发电技术发展现状与趋势14-15
• 1.3 风力发电机组最大功率点追踪控制技术研究现状15-16
• 1.4 课题研究的主要内容16-18
• 第二章 变速恒频双馈风力发电机组基本原理18-29
• 2.1 风力机的能量转换18-22
• 2.1.1 风能的计算18-19
• 2.1.2 贝兹理论及风能利用系数19-22
• 2.2 变速恒频双馈风电机组的基本结构和工作原理22-24
• 2.2.1 双馈异步发电机的基本结构及功率分析22-23
• 2.2.2 变速恒频双馈风力发电的基本原理23-24
• 2.3 变速恒频风力发电机组的四个运行阶段24-26
• 2.4 风电机组最大功率点追踪控制原理26-29
• 第三章 最大功率点追踪模糊控制器的设计29-46
• 3.1 模糊控制系统的基本结构及原理30-31
• 3.2 模糊控制器的设计31-37
• 3.2.1 控制器的结构选择32-33
• 3.2.2 模糊规则的确定33-35
• 3.2.3 模糊推理35-36
• 3.2.4 清晰化36-37
• 3.2.5 模糊控制器论域及比例因子的确定37
• 3.3 发电机转速跟踪控制器的设计37-41
• 3.4 发电机转速控制器的设计41-46
• 第四章 双馈发电机的直接转矩控制46-54
• 4.1 直接转矩控制概述46-47
• 4.2 双馈发电机的直接转矩控制系统结构47-51
• 4.2.1 PWM 逆变器单元48-49
• 4.2.2 转子磁链和电磁转矩计算单元49-50
• 4.2.3 转子磁链和转矩滞环调节单元50-51
• 4.2.4 开关信号选择单元51
• 4.3 直接转矩控制追踪最大功率点的实现51-54
• 第五章 双馈风力发电机组的仿真分析54-64
• 5.1 风的数学模型54-55
• 5.2 最大功率点追踪控制的仿真研究55-59
• 5.3 基于改进模糊控制的系统仿真59-64
• 第六章 结论64-65
• 参考文献65-68
• 附录A 机组参数68-69
• 附录B 低风速下风电机组仿真图69-70
• 在学研究成果70-71
• 致谢71

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

我国风力发电现状和展望    李俊峰;高虎;马玲娟;

并网型风力发电机组的控制技术综述    耿华;杨耕;马小亮;

变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制    刘其辉,贺益康,赵仁德

风力发电与电力市场    雷亚洲,Gordon Lightbody

基于最佳功率给定的最大风能追踪控制策略    胡家兵;贺益康;刘其辉;

直接转矩控制系统低速性能的分析与控制    吴峻 ,潘孟春 ,李圣怡

风力发电的现状与发展趋势    周燕莉;

变速恒频双馈发电机运行原理及稳态性能分析    韦忠朝，黄声华，陶醒世，辜承林

我国风力发电产业发展前景与策略    周鹤良;

利弊之间的权衡    Dr. Anil Kane;胡静;

智能控制在风力发电机控制系统中应用的研究    程静

基于DSP异步电机直接转矩控制系统研究    郭冀岭

变速恒频风力发电系统的建模与仿真研究    付海涛

大型风力发电机组的模糊控制研究    刘定邦

变速恒频双馈风力发电机组的模糊控制研究    尹梅

风力发电机的最大功率跟踪控制方法研究    王栋

基于永磁同步电动机的全电动注塑机控制系统设计    宁建荣;朱成实;鄢利群;

城市路口多相位智能交通信号控制    周力;王冠凌;

无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统仿真研究    强珊珊;颜文婧;江明;

模糊自整定PID在温室控制系统中的应用    牟淑杰;

适用于农网的中小功率风力发电电源研究    汪洋;成立;

基于PLC和模糊控制技术的污水处理控制系统设计与实现    冯瑞琴;

异步电机矢量控制系统的建模与仿真    江辉;陈飞;

基于RBF神经网络整定PID的PMLSM控制研究    曹文霞;汪永华;钱多德;

互联电力系统AGC的模糊和遗传控制算法    徐少川,陈雪波,李小华

基于FPGA的精跟踪系统实验研究    曹阳;黎明;赵明富;罗彬彬;

一种新型电动汽车智能充电机的研制    胡春雨;李武峰;严辉;

我国高原地区风力发电研究    缪江豫;邢瑞鹏;

基于模糊逻辑的变速恒频风电系统最大风能追踪控制    肖运启;徐大平;吕跃刚;

漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊变结构滑模控制    梁捷;陈力;

漂浮基双臂空间机器人本体与末端抓手协调运动的模糊滑模控制    陈志煌;陈力;

二自由度交流磁轴承参数自整定模糊PID控制器研究    王雷;朱熀秋;陈艳;

模糊逻辑神经网络控制在交流调速系统中的仿真研究    乔美英;兰建义;

永磁同步电机无位置传感器双滑模鲁棒控制研究    张细政;王耀南;

基于闭环增益成形的风力发电转速鲁棒控制    赵林坤;樊绍胜;

无轴承异步电机两种磁场定向控制系统设计与性能分析    朱熀秋;郝建欣;张伟霞;潘伟;刘贤兴;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

无刷双馈电机建模及智能控制策略研究    邵宗凯

变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究    撖奥洋

基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究    张红兵

商用汽车电控机械自动变速器智能控制技术研究    刘文光

风能转换系统的分析、控制与优化方法研究    吴定会

基于电液伺服并联六自由度机构的广义负载模拟理论和实验研究    吴乐彬

浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究    张大海

基于集成智能的膜蛋白受体结构与功能研究    顾全

基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究    王立飞

基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究    冯小冬

基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究    杨亮

基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究    凌刚

平面二级倒立摆的控制策略研究    张蛟龙

带式输送机起动制动一体化自动控制系统的研究    苏鹏

基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究    高圆圆

注塑机械手控制系统设计研究    丁鉴彬

模糊控制技术在热风炉温控系统中的应用研究    黄磊

多轴同步传动磨毛整理机控制技术研究    杨薇

变频装置中直流电压利用率的分析    汪伟,杨宝龙,刘丽琴,由大伟,李明勇

基于磁场定向的永磁同步发电机功率控制    黄科元;佘峰;黄守道;孙延昭;

我国风力发电现状和展望    李俊峰;高虎;马玲娟;

20kW变速恒频风力发电机的运行及其控制    许洪华,倪受元,常振炎,李平

变速恒频风力发电机用交流励磁电源的研究    赵仁德,贺益康,黄科元,卞松江

提高PWM整流器抗负载扰动性能研究    赵仁德,贺益康,刘其辉

异步化汽轮发电机数学模型    杨顺昌

水轮发电机交流励磁变速运行的控制策略    林瑞光，赵荣祥，黄进，许大中

直接转矩控制系统低速性能分析──转矩观测器问题    严青，邓志华，张晓光，秦忆，王离九

异步电动机的直接转矩控制    冯江华,陈高华,黄松涛

变速恒频风力发电关键技术研究    卞松江

变桨距主动失速型风力发电机组智能控制器的研究    黄浩

变速恒频双馈风力发电技术研究    史晓斌

变速恒频双馈风力发电系统主控制器算法研究    林文静

太阳能电动车最大功率点跟踪器的设计    赵剑飞,曹秉刚,康龙云,张政

美日汽车起动机性能指标解析    陈天殷;

非晶硅太阳电池因最大功率点分散引起的附加衰降    冯良桓，郑家贵，蔡亚平，刘军

数控匹配器    邢诒存

晶体硅太阳电池最大功率下负载的函数表达    丁金磊,程晓舫,余世杰,何慧若

基于MATLAB遗传算法工具箱的太阳能电池最大功率点研究    艾雨;

硅太阳电池数学模型的简化    陈中华;赵敏荣;葛亮;李慧玉;

三种太阳能最大功率跟踪电路分析比较    周建民;

太阳能光伏电池阵列仿真模型的研究    王越;王念春;时斌;

太阳能综合利用教学、实训装置的研发(V)——太阳能电池伏安特性测绘    廖申雪;钟宇明;刘家恒;

光伏并网逆变系统MPPT算法仿真与研究    刘鑫;石景波;

一种新型太阳能控制器的介绍    裴小青;徐贞华;曾丁初;

基于DSP的模拟光伏并网发电小系统的设计    朱旭芳;蒋金村;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

用统计检验确定多晶硅太阳电池分档条件    张忠文;

一种新型的最大功率跟踪实现方法在太阳能充电器中的应用    岳新苗;吴捷;张先勇;

光伏电池工程用数学模型研究    傅望;郭珂;周林;

太阳能发电技术综述    洪彬倬;聂一雄;

基于EKF的双馈风力发电机无传感器矢量控制    段其昌;冯世成;郝风霞;

太阳能发电变频器驱动系统的最大功率追踪控制法    戴欣平;马广;杨晓红;

太阳龟池及其利用方法(十六)    青化 编译

适用于农村手机的太阳能充电器电路    四川 蒲浩栅

汽油混合动力技术改变汽油机发展前景    哈尔滨东安动力发动机有限公司 刘大华

兰电1.5兆瓦风电机并网发电    丛笙

太阳电池及其利用方法(九)    青化 编译

太阳电池及其利用方法(十)    青化 编译

太阳电池及其利用方法(十七)    青化 编译

国产最大风力发电机成功并网发电    慕明杰 蒲庆雯

我省太阳能电力产业发展任重道远    本报记者 单传洪 见习记者 刘涛

噪声高、安全防护装置不全、发动机性能差    本报记者 韩金池

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

户用式光伏并网发电控制策略的研究    任碧莹

基于线性二次型最优控制的光伏并网发电系统的研究    李春玲

变速风力发电系统变流与优化控制研究    宋平岗

太阳能光伏发电系统的控制问题研究    熊远生

太阳电池I-V方程显式求解原理研究及应用    丁金磊

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

任意条件下光伏阵列的输出性能预测    翟载腾

太阳能交流模块逆变器及其控制技术的研究    谭光慧

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

模糊控制在光伏最大功率追踪预测中的应用与研究    陈亚峰

电动汽车蓄电池混合能源充电技术的研究    孙兴中

户用独立光伏发电系统控制电路的设计与研究    马洪莉

光伏离网发电储能控制策略的研究    方梁菲

户用型并网光伏控制系统研究    陈金凤

单级式光伏并网发电系统与MPPT的研究与实现    顾雪霏

基于TMS320F2812 DSP的太阳能独立光伏发电系统设计    孔晓丽

光伏水泵控制系统及最大功率跟踪研究    丛进

一种基于新型MPPT算法的嵌入式太阳能光伏逆变器    陶宁波

风光互补并网发电系统及最大功率点追踪    赵邈