兆瓦级风力发电机组变桨距控制研究

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经济增长、人民生活水平的提高与急剧增长的能源消耗是分不开的,大量消耗能源使不可再生能源的储量越来越少。作为新兴能源的风能,是一种清洁的可再生的能源,风能的发展越来越受到世界各国的重视。  风力发电机组是实现风能向电能转换的装置,风电控制技术是风力发电的核心,在大型风力发电机组中普遍采用了变桨距控制技术。变桨距控制技术承担着稳定风电机组输出功率,减小风电机组载荷等任务,对风电机组运行安全产生直接的影响,其中独立变桨距控制是目前研究的热点和难点。  论文研究的主要内容是大型风电机组变桨距控制技术,首先建立完整的风电机组数学模型,同时搭建了风力发电系统的仿真平台。其次分析了变桨距控制技术,在统一变桨距和独立变桨距的控制效果进行对比中,对各自的优缺点进行研究,得到独立变桨距控制精度优于统一变桨距的结论。再次论文结合风电机组的实际运行情况,将降低风电机组运行品质描述为失效运行状态,通过研究风能利用系数和叶片阻力系数的关系,两者基本上呈线性关系,以此得出一种失效运行的检测方法;论文又对智能控制中的模糊控制算法进行了研究,将传统的PID控制和模糊控制结合改进变桨距控制器,通过仿真说明新的模糊控制器能够满足控制精度的要求;风电机组由安全运行逐步向失效运行变化过程中,与传统的PID控制相比,采用论文提出的新控制策略在某些方面优于PID控制。经过仿真还说明新控制策略能够使风电机组安全运行,有效降低风电机组载荷。
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