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液压传动型风力发电系统马达转速特性研究

张高峰  
【摘要】:风力发电指将风能转化为电能的发电形式,是风能利用的主要形式,也是技术较成熟、产业发展较快、成本相对较低的可再生能源利用方式。在全球显现能源危机的今天,其具有很大的发展潜力。在此背景下,本文对一种新型的风力发电系统即液压传动风力发电系统进行了研究。用液压传动取代双馈机型中齿轮箱的刚性传动,可有效解决齿轮箱传动故障高的问题;同时,液压柔性传动还可以解决直驱机型中电机和变频器质量、体积过大,制造成本高的问题。本文以稳定发电机电压输出为目的,建模分析液压能量传递的可行性,以及液压风力发电装置中液压马达速度控制问题。研究内容和成果包括: 通过对比风力发电装置各种传动方式的优缺点,提出了风力发电装置液压传动系统工作原理;并进行了液压传动系统设计计算和发电机选型;对风力发电装置液压能量传递系统进行理论建模,并通过AMESim和Simulink进行系统联合仿真分析,实现了液压马达转速的控制,使马达转速稳定在1500r/min;通过对液压传动风力发电装置速度控制系统不同控制算法的比较分析,选择了模糊控制策略。模糊控制方法可以实现减少马达转速超调量、调整时间、稳态误差,快速达到液压马达目标转速等优点,为不同风速下液压马达稳定输出提供了有效保障。 经过马达转速特性研究可知,液压传动型风力发电装置在原理上可行,并且可以实现不同风速下马达速度的稳定输出,从而有利于提高发电机电压的稳定性。本文对液压传动系统在风力发电系统中的应用做了有意义的尝试,并对液压风力发电中的马达转速控制这一关键问题进行了探索。研究方法和思路可为以后研究类似问题提供借鉴和参考。


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