大型海上高溫超導風電機組的MPPT及載荷優(yōu)化控制研究.pdf

1、隨著世界工業(yè)化進程的加快和陸上風力發(fā)電機技術的成熟,西方國家已經(jīng)對超大型海上風電機組有較深入的研究,而我國對于海上風力發(fā)電技術的研究才剛剛開始。為了降低海上發(fā)電成本和關鍵部件的載荷,對風力發(fā)電機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風電機組的模型,設計性能良好的最大功率跟蹤(MPPT)、獨立變槳及漂浮式平臺控制器是一項重要的內(nèi)容。對于提高我國超大型海上風電技術的研究,達到國際先進水平,具有深遠的意義。論文完成的

2、主要研究工作有:
　　(1)超導發(fā)電機
　　借鑒現(xiàn)有的雙饋感應發(fā)電機和永磁同步發(fā)電機的建模方法,結(jié)合高溫超導體的超導特性建立高溫超導發(fā)電機的數(shù)學模型。超導發(fā)電機系統(tǒng)是一個高度非線性、強耦合的系統(tǒng),其超導材料易失超。因此,在正常運行情況下提供低電壓大電流。
　　(2)最大功率跟蹤(MPPT)算法設計
　　考慮到超大型風機尚未成熟的功率運行曲線或數(shù)據(jù)參考,擬根據(jù)系統(tǒng)非線性動力學方程,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控制器,完成快速、實用的最大功率跟蹤優(yōu)化控制器設計,提高風能轉(zhuǎn)化效率并增強算法適用性。
　　(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作。海上風況、波浪對漂浮式平臺、塔架、機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)向振動信號和控制傳動鏈扭轉(zhuǎn)振動信號,實現(xiàn)塔架和傳動