前端調(diào)速型風(fēng)機(jī)傳動(dòng)鏈建模及轉(zhuǎn)矩控制策略研究.pdf

1、隨著電網(wǎng)中風(fēng)電機(jī)組容量的不斷增大，電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)要求也在不斷的提高。雙饋風(fēng)電機(jī)組作為當(dāng)今風(fēng)電市場(chǎng)中的主要機(jī)型已無(wú)法滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)要求，其中主要包括低電壓穿越能力、有功功率調(diào)節(jié)能力、風(fēng)電機(jī)組場(chǎng)內(nèi)無(wú)功補(bǔ)償能力等。這一現(xiàn)狀嚴(yán)重影響了風(fēng)力發(fā)電的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。然而，如果風(fēng)電機(jī)組中的雙饋發(fā)電機(jī)由同步發(fā)電機(jī)取代，則電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)要求可以被滿(mǎn)足。
　　本文所研究的帶有變速比齒輪箱的前端調(diào)速型風(fēng)機(jī)正是基于同步發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)而提

2、出的。這款型風(fēng)機(jī)能動(dòng)態(tài)地調(diào)整風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)之間的傳動(dòng)比使得發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速維持在同步發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)。因此，傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)可被應(yīng)用于這款風(fēng)機(jī)中進(jìn)而使這款風(fēng)機(jī)能夠滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)要求。
　　本文首先對(duì)風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理做了詳細(xì)的介紹。為了更準(zhǔn)確的分析風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的主要特征，本文提出了考慮風(fēng)輪到發(fā)電機(jī)之間傳動(dòng)軸柔性的風(fēng)機(jī)傳動(dòng)鏈三質(zhì)塊模型，建立了基于第二類(lèi)拉格朗日方程的風(fēng)機(jī)傳動(dòng)鏈動(dòng)力學(xué)模型，并推導(dǎo)出了風(fēng)機(jī)并網(wǎng)后的傳動(dòng)鏈模型。

3、r>　　接下來(lái)，本文對(duì)該型風(fēng)機(jī)最大功率跟蹤條件下的調(diào)速電機(jī)控制策略進(jìn)行深入分析和研究，運(yùn)用魯棒PI控制思路設(shè)計(jì)了調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制策略，并從實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制角度設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制參數(shù)。Matlab/Simulink仿真結(jié)果表明這種控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)調(diào)速電機(jī)期望轉(zhuǎn)速的跟蹤并且能夠獲取最大功率。
　　此外，針對(duì)該新型風(fēng)機(jī)，本文進(jìn)一步探索了一種不依賴(lài)于風(fēng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方法。該方法通過(guò)了李雅普諾夫穩(wěn)定性證明和Matlab/Si