基于改進pid的風力發(fā)電機組獨立變槳距控制策略研究

《基于改進pid的風力發(fā)電機組獨立變槳距控制策略研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。

1、１０７５８分類號ＴＭ６Ｕ學校巧碼：；３２０１４２１３１：密級；公開學號乂Ｊ？疑射＃工程碩巧業(yè)學位論文基于改進ＰＩＤ的風力發(fā)電抓組獨立變楽距控制策略硏究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＷｉｎｄＴｕｒｂｉｎｅｓＩｎｄｉｖｉｄｕａｌｏｎＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａ化；ｇｙ琴；二ＶａｒｉａｂｌｅＰｉｔｃｈｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇＰＩＤ慕；手方式＇ｒ研究生姓名管成師ｒ＿了，；ｖ：；ｎ；校內(nèi)導師姓矣及職稱李春連副教授ＶＣ＂校外導師姓名及

2、職稱李鳳婷教授專業(yè)學位類別工程碩去領(lǐng)域名稱機械工程研究方向新能源發(fā)電與并巧技術(shù)所在學院機械交通學院新疆？烏魯木齊二０—六年六月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究王作及取得的研究成果。盡我所知，論文中，除了文中特別加標注和致謝的地方外不包含其它人己經(jīng)發(fā)表或撰寫娃的研巧成果，也不包含為獲得新疆農(nóng)業(yè)大一學或其它教育單位的學位或證書而使用過的材料。與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。Ｉ、時間：／研究生簽名旅卡批加

3、年／月＾＾曰關(guān)于學位論文使用授權(quán)的說明目；、，Ｐ本人完全了解新疆農(nóng)業(yè)大學有關(guān)保留使用學位論文的規(guī)定新的復電文疆農(nóng)業(yè)大學有權(quán)保向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文印件和子留并ｉ描等、匯編學文件ｌ、印或制手段位論文，允許，可Ｕ采巧影印縮掃復保存。論文的全部或部分內(nèi)論文被查本人授權(quán)新疆農(nóng)業(yè)大學將學位元閱和借閱容（）論的全部或部分內(nèi)編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可Ｗ公布包括刊登文容。保密的學位論文在解密后應遵守此協(xié)議）（媒＾：：＾曰生簽時間年月研名於＾究咕７／考／導師簽：時間年月日名＾占基于改進PID的風力

4、發(fā)電機組獨立變槳距控制策略研究摘要隨著風力發(fā)電機組的大型化，其塔架高度和槳葉長度也大幅度增加，從而加劇了風剪、塔影和湍流等因素對于風力機各關(guān)鍵部件疲勞載荷的影響，現(xiàn)階段進入商業(yè)化運行的大型機組大多采用統(tǒng)一變槳控制，雖然能在一定程度上減小功率波動和風輪不平衡載荷，但仍不能滿足風電并網(wǎng)的要求。針對功率波動性大和風能利用系數(shù)低等問題，本課題在分析了獨立變槳距理論和槳距角調(diào)節(jié)原理的基礎(chǔ)上，提出了基于風速分區(qū)的分段PID獨立變槳距控制，主要完成工作如下：(1)根據(jù)風力發(fā)電機的組成建立了風力發(fā)電機組各部分的數(shù)學模型，以動量-葉素理論為基礎(chǔ)建立

5、了計及風剪切、塔影效應和湍流風況的風速模型，并通過Matlab仿真平臺驗證模型的有效性。(2)將構(gòu)建的風速模型分別加入統(tǒng)一變槳距控制系統(tǒng)及普通PID獨立變槳距控制系統(tǒng)，研究功率與風速模型間的關(guān)系。仿真結(jié)果表明，普通PID獨立變槳距控制系統(tǒng)功率波動更小。(3)針對普通PID獨立變槳距系統(tǒng)在控制輸出功率穩(wěn)定性方面的不足，提出基于風速分區(qū)的分段PID獨立變槳距控制方法。先由系統(tǒng)的規(guī)定誤差和黃金優(yōu)選法對額定風速至切出風速之間劃分合理的幾段風速區(qū)域，然后根據(jù)不同的風速區(qū)域設(shè)計不同的PID控制器。仿真結(jié)果表明，提議的控制策略能使發(fā)電機功率輸出

6、更加穩(wěn)定。(4)針對非線性風電機組不能精確建立模型的問題，提出將Matlab和GHBladed實現(xiàn)交互設(shè)計的方法分析風力機各部件的載荷。將GHBladed中得到的槳葉的空氣動力參數(shù)和載荷導入Matlab構(gòu)建的控制器仿真系統(tǒng)，獲得的結(jié)果再與GHBladed系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試獲得葉片旋轉(zhuǎn)過程中在不同位置的氣動載荷。結(jié)果表明，與普通PID獨立變槳距控制相比，基于風速分區(qū)的分段PID控制使三只槳葉葉根載荷分別減小12.45%、11.76%、11.63%；揮舞彎矩分別減小20.86%、21.00%、18.16%；輪轂固定坐標下Y和Z方向載荷分別減

7、小14.14%和11.25%；輪轂旋轉(zhuǎn)坐標下Y和Z方向載荷分別減小13.06%和15.08%；塔架Y、Z方向的載荷分別減小26.43%和22.92%。仿真結(jié)果表明所提議的控制策略能減小風力機各部件的不平衡載荷。關(guān)鍵詞：風力發(fā)電機組；疲勞載荷；功率波動；GHBladed；風速分區(qū)IResearchbasedonimprovingPIDwindturbineindependentvariablepitchcontrolstrategyAbstractWiththelarge-scalewindturbine,thetowerheigh

8、tandthelengthofthebladeisalsoasubstantialincrease,addingtothefactorssuchaswindshearandtowershadowandturbulenceforthewindturb