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《东华大学》 2010年
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风力发电机智能偏航控制系统研究

张慧宁  
【摘要】: 电能作为一种应用最广泛和最方便的二次能源,己经成为当今社会发展必不可少的条件。随着社会经济的发展,人们对电能的需求量也不断的提升。风能作为一种可再生资源,已经越来越受到人们的重视。在众多的可再生能源中,目前发展最快、商业化范围最广、最为经济的,当数风力发电。 风力发电机的控制系统和偏航机构本身都存在一定的滞后性,当风向和风速频繁变化时,风机叶轮迎风面无法准确对准风的来向,随之而来的系统对风的跟踪失效问题会影响风力发电机的效率。风向和风速频繁变化也会导致偏航机构频繁动作,使机械损耗加快,从而影响偏航机构的寿命。此外控制器无法方便参数设置,风机的运行状况也无法方便的实时进行监控。这一系列的问题都给风力发电系统带来了影响,研究和解决这些问题具有深远的意义。 为解决这些问题,本文设计了一种基于优化卡尔曼滤波偏航控制算法的控制器,对风向量进行预测,并利用小时间尺度范围内风向在一定范围内作周期性变化的特性,对结果进行优化。该系统能够在一定程度上预测风速和风向的变化,使得偏航机构能够提前动作,消除控制器和系统的滞后性,从而使风机能够准确对风,提高发电效率,又能够解决因为风速和风向的频繁变化引起的偏航机构频繁动作的问题,降低机构的动作频率和幅度。同时系统还具有一定的鲁棒性,能够在环境参数发生变化时保持系统的稳定性。仿真结果表明,该控制方法使偏航系统的性能得到明显改善。 随后本文对风力发电智能偏航控制系统进行了基于ARM内核的三星S3C2440AL处理器的硬件设计,并对通信部分进行了设计,随后基于WINCE平台给出了系统软件实现,包括人机界面,使系统能够方便的进行参数设置,并可以实时的监控风机的运行状况。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM315

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【引证文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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7 娜姿;全省首台2MW双馈风力发电机在宜下线[N];宜兴日报;2011年
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9 李文慧;50W路灯用垂直轴风力发电机的实验与研究[D];内蒙古农业大学;2010年
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