风能发电系统关键技术研究
风能发电系统关键技术研究【摘要】:近年来,随着经济的高速发展,能源问题变得越来越严重,寻找新的替代能源已成为当务之急,风能发电以其资源丰富和技术上的优势,成为当前国内外研究和发展的
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM614
【目录】:
- 致谢9-10
- 摘要10-13
- ABSTRACT13-22
- 第一章 绪论22-34
- 1.1 课题背景22-24
- 1.2 国内外研究现状24-31
- 1.2.1 风速预测方法研究现状24-26
- 1.2.2 变速恒频双馈风电机组功率控制技术研究现状26-29
- 1.2.3 风电机组偏航控制技术研究现状29-31
- 1.3 本文的研究内容与创新点31
- 1.4 本文的结构安排31-34
- 第二章 风速预测34-54
- 2.1 风速序列特性分析34-37
- 2.1.1 风速非线性特性分析34
- 2.1.2 风速非平稳特性分析34-36
- 2.1.3 风速混沌特性分析36-37
- 2.2 风速预测37-39
- 2.3 风速小波神经网络的结构39-40
- 2.3.1 小波神经网络的基本思想39
- 2.3.2 小波神经网络预测模型构造39-40
- 2.4 风速小波神经网络预测模型中间隐层构造40-42
- 2.4.1 隐层小波函数的选择40-42
- 2.4.2 风速小波神经网络预测模型隐层节点数的确定42
- 2.5 风速小波神经网络预测模型初始化42
- 2.6 风速小波神经网络预测模型学习算法42-44
- 2.7 相空间重构风速时间序列44-46
- 2.7.1 延迟时间的确定45
- 2.7.2 嵌入维数的确定45-46
- 2.8 风速小波神经网络预测模型训练46-48
- 2.9 实验分析48-52
- 2.9.1 风速相空间重构48-49
- 2.9.2 风速序列相空间重构49
- 2.9.3 风速小波神经网络模型训练49-52
- 2.10 小结52-54
- 第三章 变速恒频双馈风电机组功率控制研究54-74
- 3.1 风力机特性分析55-59
- 3.2 双馈电机数学模型59-63
- 3.2.1 双馈电机dq坐标系下的数学模型60
- 3.2.2 双馈电机定子磁场定向矢量控制60-61
- 3.2.3 双馈电机定子电压定向矢量控制61-63
- 3.3 变结构滑动模态控制的设计方法63-66
- 3.3.1 变结构控制的设计方法63-64
- 3.3.2 变结构控制系统的稳定性分析64-65
- 3.3.3 变结构控制的抖振问题65
- 3.3.4 变结构控制的不变性65-66
- 3.4 双馈电机功率控制的积分变结构控制策略66-69
- 3.4.1 双馈电机功率控制系统结构设计66-67
- 3.4.2 偏差方程的构造67-68
- 3.4.3 切换函数构造68
- 3.4.4 变结构控制律设计68-69
- 3.4.5 参数摄动分析69
- 3.5 仿真实验及分析69-71
- 3.6 小结71-74
- 第四章 风电机组偏航控制技术74-88
- 4.1 偏航控制系统结构75-76
- 4.2 偏航控制工作原理76-77
- 4.3 偏航控制的工作模式77
- 4.4 偏航控制V-HC算法77-80
- 4.4.1 风向传感器控制算法77
- 4.4.2 基于功率检测的爬山算法77-80
- 4.5 基于风速预测的偏航保护控制80
- 4.6 滑模变结构速度控制器设计80-84
- 4.6.1 偏航感应电机数学模型80-81
- 4.6.2 矢量控制81-82
- 4.6.3 切换函数构造82-83
- 4.6.4 滑动模态存在和到达条件83-84
- 4.6.5 抖振问题的解决84
- 4.7 仿真实验及分析84-86
- 4.7.1 风向阶跃时的跟踪实验85
- 4.7.2 偏航过程中的扰动实验85-86
- 4.8 小结86-88
- 第五章 中小型风能发电控制系统设计88-106
- 5.1 风能发电控制系统88-89
- 5.2 风能发电控制系统设计原则89-90
- 5.3 风能发电控制系统硬件设计90-95
- 5.3.1 信号采集单元91-92
- 5.3.2 运行主控制器92
- 5.3.3 偏航伺服单元92-93
- 5.3.4 并网控制单元93-95
- 5.3.5 通信接口电路95
- 5.4 风能发电偏航控制的软件设计95-98
- 5.4.1 偏航控制的模式控制95-96
- 5.4.2 偏航跟风模块设计96-97
- 5.4.3 基于风速预测的偏航保护控制97-98
- 5.5 风力发电功率控制的软件设计98-100
- 5.6 系统上位机功能设计100-101
- 5.7 实验结果分析101-106
- 第六章 总结与展望106-108
- 6.1 总结106
- 6.2 展望106-108
- 参考文献108-115
- 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况115
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