双馈异步风力发电系统变桨距控制技术研究
在环境污染、全球都提倡节能减排的形势下，风能作为清洁型可再生能源之一，其开发利用已受到全世界的广泛关注，市场前景广阔。在各国大力发展风力发电技术之际，变桨距控制技术已成为研究的热点之一。本文以双馈式风力发电系统（DFIG）为研究对象，对兆瓦级风电机组电动变桨距控制进行了全面的理论分析和仿真验证，围绕变桨距控制策略和变桨距伺服系统两方面进行研究，主要工作如下： （1）在桨叶空气动力学分析的基础上，建立风能捕获、气动功率，气动转矩等重要状态变量的数学模型，并通过机理建模的方式搭建与变桨距技术相关的各子系统数学模型，包括风轮模型、传动链模型。 （2）通过分析风力发电系统运行原理和控制要求，提出了不同工段风力机变桨距控制策略。针对额定风速以下和额定风速以上分别建立了最大功率追踪算法（MPPT）和模糊自适应PID控制算法，并设计了基于以上两种算法模糊切换的全风速段双模变桨距控制器。相比传统单一PID控制，双模变桨距控制器对全风速段的适应性更好，在低风速段，能获得最佳风能捕捉，在高风速段，能够获得更稳定的功率输出。 （3）通过对桨叶负载分析计算，为电动变桨距执行机构主要部件选型提供了理论依据。设计了基于矢量控制的永磁同步电机三闭环变桨距伺服系统，针对传统矢量控制中d-q轴电流不完全解耦造成的变桨电机转矩/电流波动，提出了电压前馈解耦型变桨距方案，经Simulink仿真验证，改进后的变桨距伺服系统具有桨距角位置跟踪能力强、变桨负载动态响应快的特点。
风电机组;变桨距;控制策略;伺服系统
西安建筑科技大学
硕士
机械电子工程
董建园
2017
中文
TM315;TM303
90
2018-06-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）