大型海上高溫超導(dǎo)風(fēng)電機(jī)組的MPPT及載荷優(yōu)化控制研究.pdf

1、隨著世界工業(yè)化進(jìn)程的加快和陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)的成熟,西方國家已經(jīng)對超大型海上風(fēng)電機(jī)組有較深入的研究,而我國對于海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究才剛剛開始。為了降低海上發(fā)電成本和關(guān)鍵部件的載荷,對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制器性能提出了更高的要求。正確建立超大型漂浮式海上高溫超導(dǎo)風(fēng)電機(jī)組的模型,設(shè)計(jì)性能良好的最大功率跟蹤(MPPT)、獨(dú)立變槳及漂浮式平臺控制器是一項(xiàng)重要的內(nèi)容。對于提高我國超大型海上風(fēng)電技術(shù)的研究,達(dá)到國際先進(jìn)水平,具有深遠(yuǎn)的意義。論文完成的

2、主要研究工作有:
　　(1)超導(dǎo)發(fā)電機(jī)
　　借鑒現(xiàn)有的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)和永磁同步發(fā)電機(jī)的建模方法,結(jié)合高溫超導(dǎo)體的超導(dǎo)特性建立高溫超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。超導(dǎo)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)高度非線性、強(qiáng)耦合的系統(tǒng),其超導(dǎo)材料易失超。因此,在正常運(yùn)行情況下提供低電壓大電流。
　　(2)最大功率跟蹤(MPPT)算法設(shè)計(jì)
　　考慮到超大型風(fēng)機(jī)尚未成熟的功率運(yùn)行曲線或數(shù)據(jù)參考,擬根據(jù)系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)方程,快速搜索并在線更新 MPPT核心參

3、數(shù)。最大功率的跟蹤采用反演自適應(yīng)控制器,完成快速、實(shí)用的最大功率跟蹤優(yōu)化控制器設(shè)計(jì),提高風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率并增強(qiáng)算法適用性。
　　(3)載荷優(yōu)化
　　為了在轉(zhuǎn)矩控制和槳距控制系統(tǒng)中減少高頻的影響,在轉(zhuǎn)速信號中加入單極點(diǎn)指數(shù)平滑的低通濾波器,減少在高頻處產(chǎn)生的較大載荷以及不必要的控制器動(dòng)作。海上風(fēng)況、波浪對漂浮式平臺、塔架、機(jī)艙和葉根載荷影響較大。擬考慮在轉(zhuǎn)矩控制信號中加入控制塔架側(cè)向振動(dòng)信號和控制傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)振動(dòng)信號,實(shí)現(xiàn)塔架和傳動(dòng)