前端調(diào)速優(yōu)式風(fēng)化控電機(jī)組制研究變槳變矩.pdf

1、前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組采用同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，采用液力變矩調(diào)速技術(shù)在發(fā)電機(jī)前端進(jìn)行調(diào)速，具有低電壓穿越能力強(qiáng)、無功輸出能力強(qiáng)，電能品質(zhì)好，可靠性高等特點(diǎn)。前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組將逐漸成為風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展所采用的主流機(jī)型，對(duì)該新型風(fēng)電機(jī)組液力變矩調(diào)速控制、變槳功率控制、變槳變矩優(yōu)化控制等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析和研究，對(duì)于促進(jìn)我國風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
　　論文以前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組為研究對(duì)象，首先對(duì)機(jī)組的運(yùn)行理論進(jìn)行分析與闡述，對(duì)機(jī)組的結(jié)構(gòu)組成與

2、工作原理進(jìn)行了分析，對(duì)導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器進(jìn)行了分析，對(duì)風(fēng)電機(jī)組各組成部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與數(shù)學(xué)計(jì)算，建立了前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型。
　　其次，對(duì)前端調(diào)速式機(jī)組變槳控制理論進(jìn)行了分析與闡述，在對(duì)風(fēng)輪空氣動(dòng)力學(xué)特性分析基礎(chǔ)上，對(duì)額定風(fēng)速以下最大風(fēng)能捕獲理論與額定風(fēng)速以上功率限制理論進(jìn)行分析與說明。針對(duì)額定風(fēng)速以上前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組有功功率控制問題，設(shè)計(jì)基于遺傳算法的有功功率控制器，通過搭建控制系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真與分析，仿真結(jié)果表

3、明所設(shè)計(jì)的控制器有效實(shí)現(xiàn)了機(jī)組恒功率輸出的控制目標(biāo)。
　　再次，對(duì)前端調(diào)速式機(jī)組液力變矩調(diào)速控制理論進(jìn)行分析與闡述，對(duì)液力變矩調(diào)速系統(tǒng)變風(fēng)速輸入恒轉(zhuǎn)速輸出的調(diào)節(jié)過程進(jìn)行分析與說明。根據(jù)導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器的工作原理與調(diào)速特性，設(shè)計(jì)基于雙模參數(shù)自調(diào)整的模糊控制器，建立液力變矩調(diào)速系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真與分析，仿真結(jié)果表明液力變矩調(diào)速系統(tǒng)的渦輪輸出轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在其額定轉(zhuǎn)速附近，針對(duì)液力變矩器的導(dǎo)葉控制效果明顯。
　　最后，針對(duì)額定風(fēng)速

4、以上工況下前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組功率優(yōu)化控制問題，提出一種基于差分進(jìn)化算法的變槳變矩優(yōu)化控制策略。以液力變矩調(diào)速系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速恒定、風(fēng)電機(jī)組輸出功率平滑性最優(yōu)為控制目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù)，采用差分進(jìn)化算法，對(duì)機(jī)組兩個(gè)控制參數(shù)槳距角與導(dǎo)葉開度角進(jìn)行優(yōu)化，風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)與液力變矩調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)化后的參數(shù)進(jìn)行變槳控制與變矩控制。以2MW前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組為對(duì)象進(jìn)行控制策略驗(yàn)證分析，仿真結(jié)果表明根據(jù)所提出的優(yōu)化控制策略對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行功率控制，平滑了機(jī)組