大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電動(dòng)變槳距控制的研究.pdf

1、本世紀(jì)以來，由于世界格局、經(jīng)濟(jì)形態(tài)、生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)生了劇變，地球能源表現(xiàn)出新的特點(diǎn)與態(tài)勢(shì)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展造成的生態(tài)環(huán)境惡劣，加上石油能源的日益枯竭，使得作為新興清潔能源的風(fēng)力發(fā)電逐漸受到各國(guó)的關(guān)注。現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組控制性能優(yōu)良指標(biāo)，大體可以分為三類：維持風(fēng)力機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，獲得高效風(fēng)能利用率，提高發(fā)電機(jī)輸出電能質(zhì)量。風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)變槳技術(shù)，由最初的定槳距失速控制發(fā)展到變槳距控制，是現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組不可或缺的組成部分。
　　本文首先分析了

2、兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)，然后從空氣動(dòng)力學(xué)的角度分析了風(fēng)電機(jī)組能量轉(zhuǎn)換過程。然后從風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能吸收利用系數(shù)Cp、葉尖速比以及轉(zhuǎn)矩系數(shù)CT入手，分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)其變槳控制系統(tǒng)的總體要求，為后文變槳控制器的設(shè)計(jì)及變槳實(shí)驗(yàn)平臺(tái)奠定了基礎(chǔ)。通過SIMULINK搭建了電動(dòng)變槳風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，通過確立語(yǔ)言變量、制作離散控制查詢表等過程完成了風(fēng)電機(jī)組變槳控制器的設(shè)計(jì)。將加入PID自整定控制器的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真平臺(tái)，與常規(guī)PID控制系統(tǒng)作

3、對(duì)比。分析風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)矩和發(fā)電機(jī)功率輸出誤差絕對(duì)值積分，得出了其可以滿足風(fēng)電機(jī)組對(duì)變槳系統(tǒng)高穩(wěn)定可靠性的要求。接著，對(duì)風(fēng)電機(jī)組電動(dòng)變槳系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)。首先分析了獨(dú)立變槳距伺服控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在電機(jī)選型與伺服控制策略上，對(duì)伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行了研究；隨后對(duì)電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，采用中央控制柜作為系統(tǒng)配電單元的形式，并根據(jù)本文實(shí)驗(yàn)平臺(tái)特點(diǎn)在伺服驅(qū)動(dòng)器與變槳主控制器之間選取合適的通訊總線。最后，在風(fēng)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)