前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組變槳變矩優(yōu)化控制研究

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1、ＴＭ／６１４＞開(kāi)中圖分類(lèi)號(hào)：密級(jí)：ＵＤＣ：：本校編號(hào)讀Ｗ交遺乂肇碩±學(xué)位論文論文題目：則端調(diào)逢式風(fēng)告機(jī)組變漿變矩優(yōu)化控制研究＇＼ｔＪ研究生姓名：張生春學(xué)號(hào)０２１２４２１：學(xué)校指導(dǎo)獅鮮；晝海離職稱(chēng)；教授控制理論與控制．申請(qǐng)學(xué)位等級(jí)：壬蓮專(zhuān)業(yè)；工程２０１５．６．１２２０１５１０．６．論文提交日期；從１．；＾答始円割／獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含

2、獲得蘭州巧通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名；誘當(dāng)＾簽字日期：媒女串《月杉目學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解蘭州《通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)蘭州《通大學(xué)可Ｗ將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編Ｗ供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）學(xué)位論文作者簽名導(dǎo)師簽名；簽字日期：識(shí)（＾年

3、ｆ月盡巧簽字日期；王〇｜作年月＇２＿日碩士學(xué)位論文前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組變槳變矩優(yōu)化控制研究ResearchonOptimizationofPitchandTorqueControlofFront-endSpeedControlledWindTurbine作者姓名：張生睿學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：控制理論與控制工程學(xué)號(hào)：0212421指導(dǎo)教師：董海鷹教授完成日期：2015年4月18日蘭州交通大學(xué)LanzhouJiaotongUniversity蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組采用同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，采用液力變矩調(diào)速技術(shù)在發(fā)電機(jī)前端進(jìn)行調(diào)速，具有低電壓穿越能力強(qiáng)、無(wú)功輸出能力強(qiáng)，

4、電能品質(zhì)好，可靠性高等特點(diǎn)。前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組將逐漸成為風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展所采用的主流機(jī)型，對(duì)該新型風(fēng)電機(jī)組液力變矩調(diào)速控制、變槳功率控制、變槳變矩優(yōu)化控制等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析和研究，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。論文以前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組為研究對(duì)象，首先對(duì)機(jī)組的運(yùn)行理論進(jìn)行分析與闡述，對(duì)機(jī)組的結(jié)構(gòu)組成與工作原理進(jìn)行了分析，對(duì)導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器進(jìn)行了分析，對(duì)風(fēng)電機(jī)組各組成部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與數(shù)學(xué)計(jì)算，建立了前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型。其次，對(duì)前端調(diào)速式機(jī)組變槳控制理論進(jìn)行了分析與闡述，在對(duì)風(fēng)輪空氣動(dòng)力學(xué)特性分析基礎(chǔ)上，對(duì)額定風(fēng)速以下最大風(fēng)能捕獲理論與額定風(fēng)速以上功率限制

5、理論進(jìn)行分析與說(shuō)明。針對(duì)額定風(fēng)速以上前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組有功功率控制問(wèn)題，設(shè)計(jì)基于遺傳算法的有功功率控制器，通過(guò)搭建控制系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真與分析，仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的控制器有效實(shí)現(xiàn)了機(jī)組恒功率輸出的控制目標(biāo)。再次，對(duì)前端調(diào)速式機(jī)組液力變矩調(diào)速控制理論進(jìn)行分析與闡述，對(duì)液力變矩調(diào)速系統(tǒng)變風(fēng)速輸入恒轉(zhuǎn)速輸出的調(diào)節(jié)過(guò)程進(jìn)行分析與說(shuō)明。根據(jù)導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器的工作原理與調(diào)速特性，設(shè)計(jì)基于雙模參數(shù)自調(diào)整的模糊控制器，建立液力變矩調(diào)速系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真與分析，仿真結(jié)果表明液力變矩調(diào)速系統(tǒng)的渦輪輸出轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在其額定轉(zhuǎn)速附近，針對(duì)液力變矩器的導(dǎo)葉控制效果明顯。最后，針對(duì)額定風(fēng)速以上工況下

6、前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組功率優(yōu)化控制問(wèn)題，提出一種基于差分進(jìn)化算法的變槳變矩優(yōu)化控制策略。以液力變矩調(diào)速系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速恒定、風(fēng)電機(jī)組輸出功率平滑性最優(yōu)為控制目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù)，采用差分進(jìn)化算法，對(duì)機(jī)組兩個(gè)控制參數(shù)槳距角與導(dǎo)葉開(kāi)度角進(jìn)行優(yōu)化，風(fēng)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)與液力變矩調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)化后的參數(shù)進(jìn)行變槳控制與變矩控制。以2MW前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組為對(duì)象進(jìn)行控制策略驗(yàn)證分析，仿真結(jié)果表明根據(jù)所提出的優(yōu)化控制策略對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行功率控制，平滑了機(jī)組的輸出功率，減小了功率波動(dòng)，獲得了較好的控制效果，驗(yàn)證了控制策略的可行性。關(guān)鍵詞：前端調(diào)速風(fēng)電機(jī)組；功率控制；變矩系統(tǒng)；優(yōu)化控制；仿真分析論文類(lèi)型：應(yīng)用

7、基礎(chǔ)研究-I-前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組變槳變矩優(yōu)化控制研究AbstractUsingsynchronousgeneratorandhydraulictorqueconverterspeedcontrolsystem,thefront-endspeedcontrolledwindturbinehascharacteristicsofoutstandinglowvoltagecrossingability,highreactivepoweroutputcapability,goodpowerqualityandr