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《沈阳工业大学》 2012年
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风力发电机组动力模型及循环变桨控制策略研究

卢奭瑄  
【摘要】:变桨距风力发电机组具备装机容量大、风电转换效率高、控制灵活等优点,现在已成为风力发电的主要发展方向。然而,风场内风速的强度和方向变化的不可预知性,给风力发电系统变桨控制带来了很大的困难。目前,国内外对风力发电系统变桨控制策略的研究多以系统转速的稳定为控制目标,研究主要集中在高风速区。由于风力发电机组单机装机容量越来越大,对机组变桨距控制的效果也提出了更高的要求:需要考虑大型叶片多种气动效应因素对风力发电系统转速的影响;变桨距控制器既要能够抑制系统扰动,还能够降低桨距角调节系统的疲劳程度等。针对这些大型风力发电机组变桨控制研究的热点问题,本文进行如下研究工作: 对变桨距风力发电机组气动特性数值模拟与分析方法进行研究。采用直接耦合解法克服了风轮气动载荷分析时,流体力学建模设计中迭代法在求解高维问题时计算量大、收敛速度慢的缺陷。应用Visual Fortran软件编制了相应的计算机程序,对实际算例进行仿真计算。数值模拟结果表明直接耦合解法比传统迭代方法的计算时间减少一半以上,验证了此数值计算方法在风力发电机组气动特性数值模拟中的有效性及可行性。 研究了风力发电系统结构特征和建模方法。为了准确描述系统传动链的动态过程,采用分析建模和实验验证相结合的方法,建立了大型风力发电系统的非线性数学模型。模型中所使用的风能利用系数利用最小二乘法对风力发电机组实验采样数据进行曲面拟合,并对拟合曲面进行线性化求解,提出一种辨识风力发电系统风能利用系数的方法。理论分析和实际算例验证表明该方法拟合的风能利用系数曲线具有较好的准确性,适合应用在不同风速条件下的风力发电系统建模和控制方法设计中。 研究了风力发电系统数学模型和变桨控制方法。针对控制过程中存在的系统部分参数不确定和随机风速扰动问题,设计了一种用于风力发电系统转速控制的桨距角鲁棒控制器。该桨距角鲁棒控制器设计基于定量反馈理论,与传统PID控制器相比,该方法工程实现非常简单,可以保证较大风速变化范围内风力发电机组的稳定性和输出功率控制所要求的动态性能,并且对风力发电系统中不确定参数的摄动影响具有较好的鲁棒性。 研究了风速变化与多种气动效应对风力发电机组的影响,提出了一种以实现风力发电系统转速稳定控制的循环变桨距控制策略。该策略结合了定量反馈鲁棒控制方法和重复控制方法,在实现系统转速稳定控制的同时,针对风力发电机组风轮与气流的气固耦合模型中部分气动效应对风力发电系统的影响,采用重复控制抑制风速扰动带来的周期性转速脉动。
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1 ;迅息[J];微电机;1988年02期
2 ;简讯[J];华东电力;1990年07期
3 得时;;维斯塔斯 风能公司概况[J];农业机械;2003年05期
4 本刊编辑部;GE风能技术走进中国——记风力发电机组技术发展及本地化生产研讨会[J];国际电力;2004年05期
5 罗川;廖明夫;杨伸记;;风力发电机组动平衡系统[J];科学技术与工程;2007年12期
6 吴军;;浅谈风力发电及相关的中压设备[J];云南电力技术;2008年02期
7 ;ABB致力于促进中国海上风力发电发展[J];中国电力;2009年02期
8 ;产品资讯[J];大众用电;2009年08期
9 王建平;;全国风力机械标准化工作现状与展望[J];机械工业标准化与质量;2009年11期
10 ;金风科技首台3.0MW风力发电机组吊装成功[J];上海大中型电机;2010年01期
11 ;赛米控为客户提供结合电力电子技术的风力发电专用解决方案技术[J];电源世界;2011年01期
12 李小林;;基于AMESim的风力发电机组变桨距控制的实现[J];农业工程技术(新能源产业);2011年05期
13 朱成名;;上海市风能利用的设想[J];中国能源;1984年02期
14 ;采用新办法发展能源能源部高级咨询委员座谈(二)[J];中国能源;1992年02期
15 武鑫 ,赵斌;并网型风力发电机组的调节控制[J];太阳能;2003年04期
16 陈实,谢少军;大型并网风电机组动态无功补偿装置的研究[J];华北电力技术;2004年04期
17 姚红菊,武鑫,鄂春良;大型风力发电机组控制系统的安全保护功能[J];可再生能源;2004年03期
18 田亚平;刘绍杰;;兆瓦级风力发电机变桨距机构设计及分析[J];沈阳理工大学学报;2005年04期
19 李欣;;黑龙江省大力发展风力发电的探讨[J];黑龙江电力;2005年06期
20 任会斌;张鸿墀;刘兵;;体制掣肘风力发电[J];瞭望;2006年18期
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1 ;风力发电机组风轮叶片材料的使用方向[A];中国玻璃钢技术创新和市场研发高层研讨会论文集[C];2008年
2 马宁;翟庆志;仝超;王国成;;风力发电机组整体运行效率的评估研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
3 胡林静;席东民;王永兰;;风力发电机组的智能控制仿真研究[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
4 刘桦;邓良;廖晖;;水平轴风力发电机组通用动力学建模研究[A];中国动力工程学会透平专业委员会2011年学术研讨会论文集[C];2011年
5 陈艳;;对风力发电机组并网技术问题的探讨[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
6 杨旭坤;;风力发电机组火灾危险性及防范措施研究[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
7 祝磊;姚小芹;;叶轮和机舱对风力发电机组动力特性及地震反应谱响应的影响分析[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
8 ;风力发电机组用轮毂底座等大型低温球铁件的铸造技术[A];第九届中国铸造协会年会论文集[C];2010年
9 杨锡运;刘欣然;;风力发电机组的桨距角滑模变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 张维新;郝雅楠;;变桨距风力发电机组的PID控制器设计[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
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1 本报记者 姚学文 通讯员 任彬彬;风电装备“吹”出大产业[N];湖南日报;2008年
2 ;风力发电机组控制系统关键技术获突破[N];今日信息报;2004年
3 英莲;新能源面临两大困局普及亟待政策统筹[N];市场报;2009年
4 本报记者 冯济武;湘电集团:携关键技术乘“风”而上[N];中国工业报;2009年
5 记者 马钦麟 实习生 杨珍;发电集团“风驰电掣”[N];宁夏日报;2009年
6 首席记者 吕红丽;中石油首台兆瓦级风力发电机组在“辽河”下线[N];盘锦日报;2009年
7 本报记者 李联慧;东汽第1000台风电机组下线[N];中国工业报;2008年
8 通讯员 严维新 吉志强 记者 贺耀堂;中国国电集团总经理朱永芃来连考察[N];连云港日报;2009年
9 记者 庄云锋;北车风电首台风力发电机组下线[N];济南日报;2010年
10 本报记者 高琳 潘继鹏;破解风电防雷的“紧箍咒”[N];中国气象报;2011年
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1 刘军;风力发电机组控制策略优化与实验平台研究[D];重庆大学;2011年
2 卢奭瑄;风力发电机组动力模型及循环变桨控制策略研究[D];沈阳工业大学;2012年
3 何伟;湍流风场模拟与风力发电机组载荷特性研究[D];华北电力大学;2013年
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5 徐宝清;水平轴风力发电机组风轮叶片优化设计研究[D];内蒙古农业大学;2010年
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7 吴宏钢;风力发电机组振动检测及噪声评估研究[D];重庆大学;2010年
8 陈杰;变速定桨风力发电系统控制技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
9 李俊;大型风电机组整机及关键部件仿真分析与优化设计研究[D];重庆大学;2011年
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1 王立军;变速变桨距风力发电机组的滑模变结构控制技术研究[D];华东理工大学;2010年
2 刘瑞轩;风力发电机组综合优化选型方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
3 刘苑红;含风力发电机组的网络能量分布特征分析[D];华北电力大学(北京);2010年
4 王有珺;风力发电机组振动监控系统研究[D];北京交通大学;2010年
5 晁储琰;双馈感应风力发电机组运行控制的物理模拟仿真[D];东北电力大学;2010年
6 孙勇;1.5MW风力发电机组液控技术研究[D];浙江大学;2011年
7 赵阳;兆瓦级变浆距风力发电机组智能控制系统的研究[D];东华大学;2011年
8 张小科;风力发电机组振动在线监测及故障诊断[D];华北电力大学(北京);2011年
9 吴建明;双馈风力发电机组及其低电压穿越技术研究[D];内蒙古科技大学;2011年
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