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《江南大学》 2011年
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变速恒频双馈风力发电系统的建模与控制

陈进军  
【摘要】:当今世界能源形势紧张,能源问题成为人类生存和发展过程中迫切需要解决的问题。利用可再生能源作为未来的清洁能源,对缓解能源匮乏具有非常重要的意义。风能是可再生能源中发展最快的清洁能源,也是具有大规模开发前景的可再生能源。与传统的能源相比,风能在全球范围内分布广泛,风力发电成本稳定,没有环境污染等问题。因此,风力发电逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分,发展迅速。同时,风力发电系统的各种控制方法的研究也得到了很大的发展,如何实现风能的最大捕获以及如何提高系统运行的可靠性等问题逐渐成为学者们研究的热点。 论文首先分析了风力发电系统的非线性机理模型,包括风轮,传动系统,双馈发电机和变桨系统模型,研究了风力发电系统的非线性特性。 在风力发电系统非线性机理模型的基础上,根据风速的多时间尺度双频特性,将风速分成低频分量和高频分量,分析风力发电系统的双频模型。以额定风速以下风能的最大捕获和降低发电机机械振荡为控制目标,设计风力发电系统的双频环优化控制器,低频环采用On-Off控制,高频环采用H∞输出反馈控制。仿真结果表明了双频环优化控制的有效性,通过选取不同的H∞性能指标,可以实现两个控制目标之间的不同折衷。 进一步在风力发电系统双频模型的基础上,建立风力发电系统归一化误差的LPV模型,针对LPV模型,设计风力发电系统的LPV控制器。为实现额定风速以下风能的最大捕获,在采用PI控制对风力发电系统进行转速控制的基础上,利用LPV控制器对PI控制进行动态补偿。基于dSPACE建立风力发电系统实时仿真平台并进行实验分析,实验结果表明了风力发电系统LPV控制方法的有效性。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM614

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李泰;双馈式风能转换系统智能控制方法的研究[D];江南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张新;双馈风力发电控制技术研究[D];内蒙古科技大学;2012年
2 万术来;基于改进粒子群算法的微网环保经济运行的优化[D];华南理工大学;2012年
3 郑旭阳;垂直轴风力发电机的建模与变桨距研究[D];太原科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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8 何荣斌;徐波;;基于LMI的平流层飞艇纵向姿态H_2/H_∞混合控制[A];探索 创新 交流——第三届中国航空学会青年科技论坛文集(第三集)[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 刘颖明;永磁式直驱风电机组控制技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王彬;船舶多航态对减摇鳍电伺服系统影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 满莉;变频液压站控制系统设计[D];中国海洋大学;2010年
3 林媛源;风电机组监控安全通信系统设计与实现[D];湘潭大学;2010年
4 张忠志;双馈风电机组并网稳定性研究[D];天津理工大学;2010年
5 张宝发;无刷双馈风力发电机控制系统仿真研究[D];天津理工大学;2010年
6 付长江;直驱式风力发电机组传动系的动力学仿真分析与研究[D];新疆农业大学;2010年
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8 戴晖;1.5MW双馈型风机变频器控制系统[D];江南大学;2010年
9 孙勇;1.5MW风力发电机组液控技术研究[D];浙江大学;2011年
10 冯杏辉;基于CAN总线的嵌入式变频调速系统的研究与实现[D];东华大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张新;魏毅立;周海晶;杨玉海;章鲁浩;钟凯;宋雄弢;;基于VSCF-DFIG的空载并网控制仿真分析[J];内蒙古科技大学学报;2011年03期
2 任敏;王明芳;任英;;模糊神经网络PID控制器在污水处理中的应用[J];吉林大学学报(信息科学版);2011年06期
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4 闫耀民,范瑜,汪至中;永磁同步电机风力发电系统的自寻优控制[J];电工技术学报;2002年06期
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9 杨慧杰;杨文通;;小型垂直轴风力发电机在国外的新发展[J];电力需求侧管理;2007年02期
10 鲁宗相;王彩霞;闵勇;周双喜;吕金祥;王云波;;微电网研究综述[J];电力系统自动化;2007年19期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 肖朝霞;方红伟;张献;;智能微电网研究综述[A];天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 王哲;大型风电机组变桨距控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
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5 金鑫;风力发电机组系统建模与仿真研究[D];重庆大学;2007年
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8 许凌峰;变桨距风力发电机组智能控制研究[D];华北电力大学(北京);2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈丽;风光联合发电系统建模与设计[D];长沙理工大学;2010年
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4 李钢;含多种分布式电源的微网动态建模与仿真研究[D];华北电力大学(北京);2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 卞松江;变速恒频风力发电关键技术研究[D];浙江大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 陈学顺;新型变速恒频风力发电系统运行方式研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2003年
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7 王飞;变速恒频风力发电机组的模糊控制[D];沈阳工业大学;2005年
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘伟东;尹忠东;朱永强;肖湘宁;;风力发电变速恒频技术综述[J];中国电力教育;2005年S2期
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3 王荣爱;郝建红;邵志伟;;垂直轴风力发电机组应力与效率分析[J];聊城大学学报(自然科学版);2007年01期
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6 付勋波;;单周期控制在风力发电并网逆变器中的应用[J];变流技术与电力牵引;2008年04期
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8 马瑞;周志飞;徐慧明;徐晓东;;考虑风速特性的动态电压崩溃指标[J];电力科学与技术学报;2009年02期
9 邓秋玲;谢卫才;林友杰;彭磊;许志伟;;使用永磁同步发电机和boost斩波电路的风力发电系统[J];湘潭大学自然科学学报;2009年02期
10 李艳秀;黄琦兰;王宇;车延博;;双馈发电机并网后功率控制策略研究[J];科技广场;2009年11期
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1 任丽娜;刘福才;焦晓红;;基于状态观测器的风力发电系统无速度传感器控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
2 李响;;浅析风力发电系统雷电综合防护[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
3 徐应娜;徐懋生;;风力发电 绿色能源[A];天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C];2009年
4 周洪伟;张辉;刘金虹;阮少华;;变速风力发电系统的MATLAB仿真[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
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7 沙非;马成廉;汪子翔;;变速恒频风力发电系统及其控制技术研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(下册)[C];2008年
8 张乒;黄文才;王建军;王力;;风力发电前景展望与风能电缆研发策略浅析[A];电缆工业循环经济与环保技术——中国电工技术学会电线电缆专业委员会2007'学术年会论文集[C];2007年
9 王旭东;;基于模糊控制的交流励磁变速恒频风力发电系统的仿真分析[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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8 苏卫东;惠山风电产业实现核心技术突破[N];无锡日报;2009年
9 记者 王翠霞 通讯员 周道军;“三能”互补节能逾九成[N];人民邮电;2009年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 周宏林;大容量双馈式风力发电系统并网关键问题研究[D];清华大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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