無(wú)刷同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航變漿控制系統(tǒng)研究.pdf

1、能源危機(jī)和氣候問(wèn)題日益嚴(yán)重，世界各國(guó)加緊開(kāi)發(fā)利用新能源。由于風(fēng)能蘊(yùn)量巨大，綠色無(wú)污染，風(fēng)力發(fā)電成本低，規(guī)模效益顯著，因此得到了快速發(fā)展，涌現(xiàn)出了多種風(fēng)力機(jī)型。目前，商用大型風(fēng)力機(jī)以水平軸、三葉片、變槳距、上風(fēng)向（可偏航）機(jī)型最為廣泛，這種風(fēng)力機(jī)為了最大限度捕獲風(fēng)能，采用變槳距調(diào)節(jié)使槳葉圍繞根部的軸旋轉(zhuǎn)以適應(yīng)不同的風(fēng)況，同時(shí)采用偏航調(diào)節(jié)使機(jī)艙圍繞塔架旋轉(zhuǎn)以跟蹤風(fēng)向，偏航和變槳是大型風(fēng)力機(jī)的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。本文圍繞偏航和變槳做了以下工作：

2、r>　　 首先，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳與偏航控制策略，查閱了國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)了風(fēng)力機(jī)的類別、結(jié)構(gòu)、特性、變槳與偏航等知識(shí)，了解了風(fēng)力機(jī)從原理、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、控制流程、建模、仿真一系列由淺入深的研究過(guò)程。同時(shí)，簡(jiǎn)單分析了國(guó)內(nèi)外風(fēng)電發(fā)展的現(xiàn)狀及我國(guó)風(fēng)電發(fā)展所存在的問(wèn)題。重點(diǎn)針對(duì)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，研究了異步雙饋、同步風(fēng)力機(jī)及低速永磁（直驅(qū)）風(fēng)力機(jī)三種典型結(jié)構(gòu)，比較了各自系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 第二，以陜西科技大學(xué)山東長(zhǎng)星風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)

3、室850kW風(fēng)電項(xiàng)目為基礎(chǔ)，分別研究了同步無(wú)刷風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的原理、結(jié)構(gòu)、勵(lì)磁方式、控制系統(tǒng)等。同時(shí)，對(duì)無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和模型做了充分了解，在此基礎(chǔ)上，建立了風(fēng)輪、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、旋轉(zhuǎn)整流器等部分的狀態(tài)方程，在Matlab sinmulink中搭建了狀態(tài)方程模型，并利用Sim Power System工具箱搭建了風(fēng)力機(jī)電路部分的拓?fù)淠Ｐ停瑢?shí)現(xiàn)了狀態(tài)方程和電路拓?fù)涞幕旌辖?，為控制系統(tǒng)及控制器設(shè)計(jì)、仿真做了充分準(zhǔn)備。重點(diǎn)工作是

4、同步無(wú)刷發(fā)電機(jī)的建模，本文根據(jù)電磁式同步無(wú)刷發(fā)電機(jī)的自身結(jié)構(gòu)，從同步發(fā)電機(jī)基本原理入手，分步驟創(chuàng)建了同步無(wú)刷發(fā)電機(jī)的模型。
　　 第三，對(duì)變槳距系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了研究。根據(jù)同步無(wú)刷風(fēng)力發(fā)電機(jī)的simulink模型，研究了額定風(fēng)速以下時(shí)風(fēng)輪的最大風(fēng)能捕獲，所做的工作為：用Matlab仿真了風(fēng)能利用系數(shù)，結(jié)合仿真推理了變速風(fēng)力機(jī)最大風(fēng)能追蹤原理及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制策略。同時(shí)，針對(duì)額定風(fēng)速以上時(shí)風(fēng)力機(jī)的變槳距、恒功率調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，提出了無(wú)