風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力機(jī)輸出特性的模擬與控制.pdf

1、風(fēng)能作為一種可再生能源，是重要的戰(zhàn)略替代能源，對(duì)增加能源供應(yīng)，改善能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全，保護(hù)環(huán)境有重要作用，受到世界各國(guó)的重視，也是我國(guó)在“十一五”期間新能源開(kāi)發(fā)利用的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中，由于存在天氣、環(huán)境、費(fèi)用等諸多不利因素，不易進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，非常有必要在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)造風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的模擬仿真平臺(tái)，以提供必要的研究手段。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)利用了風(fēng)力機(jī)葉片將風(fēng)能的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，本文主要進(jìn)行風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩特性模擬仿真研究，對(duì)提高

2、風(fēng)能利用率、后續(xù)機(jī)械能到電能轉(zhuǎn)變提供實(shí)驗(yàn)條件，具有重要意義。 本文提出了一種利用異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制模擬實(shí)際風(fēng)力機(jī)輸出特性的方案，利用此模擬裝置可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行風(fēng)電技術(shù)的研究。論文在分析了多種風(fēng)速模型的優(yōu)缺點(diǎn)之后，建立了組合式風(fēng)速模型并進(jìn)行了仿真，通過(guò)與實(shí)測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)曲線(xiàn)的對(duì)比，驗(yàn)證了所建風(fēng)速模型的正確性與可行性。分析了風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)特性，建立了風(fēng)力機(jī)的仿真模型，通過(guò)仿真實(shí)現(xiàn)了給定風(fēng)速下風(fēng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和功率的特性

3、模擬。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了風(fēng)力機(jī)輸出特性的模擬仿真系統(tǒng)，采用異步電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，利用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，通過(guò)逆變器對(duì)電壓的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)給定風(fēng)速下異步電動(dòng)機(jī)能夠輸出與實(shí)際風(fēng)輪相同的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率特性。在異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制中，對(duì)定子磁鏈進(jìn)行了優(yōu)化，并提出一種轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小化方法，利用占空比控制技術(shù)對(duì)開(kāi)關(guān)狀態(tài)矢量進(jìn)行優(yōu)化，大大減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。分析了最大功率點(diǎn)追蹤(MPPT)原理，在傳統(tǒng)MPPT控制算法的基礎(chǔ)上提出一種最大功率點(diǎn)追蹤控制算法，力求快