變漿距風(fēng)機(jī)風(fēng)輪建模與控制分析.pdf

1、風(fēng)能作為一種可再生能源越來(lái)越受到世界各國(guó)政府的重視。與此同時(shí)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和裝備的研究開(kāi)發(fā)也日益成為科技領(lǐng)域和企業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)課題項(xiàng)目之一。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了較為廣泛的使用和迅速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)也逐漸向大型化、商業(yè)化發(fā)展。隨著《京都議定書(shū)》的實(shí)施，今后風(fēng)力發(fā)電將比使用傳統(tǒng)礦物燃料發(fā)電更具競(jìng)爭(zhēng)力。 風(fēng)輪的控制包括偏航和變漿距。偏航和變槳距系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分，直接影響機(jī)組對(duì)風(fēng)能的利用效率和整機(jī)性能。本文在

2、進(jìn)行了大量的調(diào)研和查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，依托蘭州市科技攻關(guān)項(xiàng)目“大型風(fēng)力機(jī)組檢測(cè)及監(jiān)測(cè)反饋控制裝置”，以1．5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為依據(jù)，闡述了大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本理論；分析了現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展情況及趨勢(shì)。 全面掌握變槳距風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，是設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的的風(fēng)力機(jī)控制系統(tǒng)，保證機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵。論文首先從變槳距風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，建立了機(jī)組各工作部件的數(shù)學(xué)模型，采用局部線性化方法，得到了系統(tǒng)的狀態(tài)方程，通過(guò)簡(jiǎn)單

3、仿真，對(duì)風(fēng)速、電網(wǎng)電壓和漿距角變化對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)特性進(jìn)行了初步分析。并得出變槳距控制的理論基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)化與仿真，最終驗(yàn)證其理論的合理性。為解決變漿距系統(tǒng)對(duì)高頻變化的風(fēng)速的響應(yīng)問(wèn)題，討論了用電力電子裝置的解決辦法。為優(yōu)化功率曲線，提出了變速的優(yōu)化方案并研究了變速控制方法。 在詳細(xì)分析偏航控制系統(tǒng)控制要求的基礎(chǔ)上，采用單片機(jī)89C51作為主控單元，設(shè)計(jì)了風(fēng)電機(jī)組的偏航控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采取邏輯控制主動(dòng)對(duì)風(fēng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)過(guò)程可控，準(zhǔn)確