基于變速恒頻技術(shù)的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)研發(fā).pdf

1、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作為全新的清潔能源在中國和世界各國得到迅速的發(fā)展，其控制系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分。由于風(fēng)能變化率高、風(fēng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境惡劣，對控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度、控制精度和可靠性都有很高的要求。由于上述的技術(shù)困難，國內(nèi)的控制系統(tǒng)產(chǎn)品尚未成熟。隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，控制系統(tǒng)逐漸成為制約風(fēng)電機(jī)組國產(chǎn)化的關(guān)鍵因素?；陲L(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展需要，本課題對永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析研究和設(shè)計研發(fā)工作。
　　以1.5MW永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電

2、機(jī)組為依托，對大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制理論和控制策略進(jìn)行了比較深入的分析和研究，結(jié)合風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的工作原理和實際運(yùn)行工況，提出了一種適合于永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制策略，即變速變槳恒頻控制。在確定控制策略后，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組在實際運(yùn)行中的具體技術(shù)要求，明確了控制系統(tǒng)的功能要求和技術(shù)指標(biāo)，制定了基于DCS控制技術(shù)的整體設(shè)計方案。
　　針對風(fēng)電系統(tǒng)中風(fēng)速變化率高、運(yùn)行環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，結(jié)合永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組實際運(yùn)行特性，提出變速恒頻控制策略

3、，通過變轉(zhuǎn)速運(yùn)行來最大限度提高風(fēng)能利用率。在控制策略確定后，對主控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與研發(fā)，包括系統(tǒng)硬件、軟件的開發(fā)，各輔助控制設(shè)備的設(shè)計與開發(fā)，以及風(fēng)電機(jī)組的安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計。
　　為了提高機(jī)組發(fā)電效率，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，結(jié)合機(jī)組現(xiàn)場運(yùn)行工況特點(diǎn)，提出基于分段PID變槳距控制策略。采用分段PID控制算法，機(jī)組在高風(fēng)速區(qū)通過調(diào)節(jié)槳距角實現(xiàn)轉(zhuǎn)速恒定與功率恒定。根據(jù)變槳距控制策略，進(jìn)行變槳距系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，包括硬件的選型與組態(tài)和軟