基于能量液壓傳遞的風力機“變速恒頻”技術(shù)研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)化石燃料的逐漸枯竭和環(huán)境的日益惡化,風能等清潔能源受到了世界各國越來越多的重視。風力發(fā)電機組從最初的定速定槳風力機發(fā)展為變速變槳風力機。為了最大限度的捕獲風能功率并實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電,變速恒頻技術(shù)尤為重要。本論文對基于能量液壓傳遞的風力機“變速恒頻”技術(shù)展開研究。不同于傳統(tǒng)的使用電力電子方式實現(xiàn)變速恒頻的技術(shù)手段,基于能量液壓傳遞的風力機“變速恒頻”技術(shù)的核心思想為:當風速在額定值以下變化時,通過調(diào)節(jié)變量泵排量,產(chǎn)生相應的風輪反力矩,

2、使風輪轉(zhuǎn)速維持在最佳的葉尖速比,從而保證風輪最大能量捕獲;而無論風輪轉(zhuǎn)速如何變化,通過調(diào)節(jié)變量馬達排量,實現(xiàn)發(fā)電機以恒定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)發(fā)電,從而保證風力發(fā)電機組的發(fā)電頻率恒定。
　　 論文分六個章節(jié)對基于能量液壓傳遞的風力機“變速恒頻”技術(shù)展開研究,各章節(jié)內(nèi)容分述如下:
　　 第一章介紹了課題研究的背景,闡述了國內(nèi)外風電發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀以及趨勢,提出了課題的研究意義和研究內(nèi)容。
　　 第二章對基于能量液壓傳遞的風力機“

3、變速恒頻”技術(shù)展開基礎(chǔ)理論研究。介紹貝茲理論、葉素理論等風力機基礎(chǔ)理論,闡述“變速恒頻”技術(shù)的出發(fā)點,設計基于能量液壓傳遞的風力發(fā)電系統(tǒng)并從理論上證明其實現(xiàn)“變速恒頻”的可行性。
　　 第三章對能量液壓傳遞風力發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤方法展開研究,分別對直接轉(zhuǎn)速控制法、最大功率一轉(zhuǎn)速曲線跟蹤法、最佳轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速曲線跟蹤法、爬山搜索法、基于風速估計的最佳轉(zhuǎn)速法進行研究分析,比較各種方法的優(yōu)缺點。
　　 第四章對基于能量液壓傳遞

4、的“變速恒頻”風力發(fā)電系統(tǒng)進行建模與仿真研究。建立了風速、傳動系統(tǒng)、電氣部分的數(shù)學模型,對系統(tǒng)各組成部分仿真參數(shù)值進行了計算,并在Matlab/Simulink軟件中對風速進行仿真,在AMESim軟件中對能量液壓傳遞系統(tǒng)進行仿真。仿真結(jié)果表明基于能量液壓傳遞的“變速恒頻”技術(shù)是可以實現(xiàn)的。
　　 第五章對基于能量液壓傳遞的“變速恒頻”風力機進行試驗研究。設計并搭建了能量液壓傳遞風力機“變速恒頻”試驗臺,在此試驗臺上進行“變速恒頻