前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組無刷勵(lì)磁控制研究

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1、Ｉ中圖分類號：ＴＭ６１４密級：公開ＵＤＣ■；本校編號：ｔ讀Ｗ文４義聲碩±學(xué)位論文論文題目：前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組無刷勵(lì)石茲控制研究研究生姓名：張翔學(xué)號；０２１２４１０學(xué)校指導(dǎo)教師姓名：董海鷹職稱：教授．專業(yè)申請學(xué)位等級；電力電子與電力傳動？２０１５１２２０１５．６．９論義答辯日期．６．論文提交日期；；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，餘了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝么處外，論文

2、中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫巧的研究成果，也不包含獲得蘭州巧通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：雖則簽字日期；（＞；年月日多學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解蘭州巧通大學(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、匯編供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部口或機(jī)

3、構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：珠！導(dǎo)師簽名：韋雨鳥。－｜＾＞簽字日期；６年ｔ月日簽字曰期；必？盡年《月／Ｌ曰碩士學(xué)位論文前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組無刷勵(lì)磁控制研究ResearchonBrushlessExcitationControlofWindTurbineswithFront-endSpeedControl作者姓名：張翔學(xué)科、專業(yè)：電力電子與電力傳動學(xué)號：0212410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)Lanz

4、houJiaotongUniversity蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要風(fēng)能被廣泛應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域。我國風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)容量正在逐年增加，大容量風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行必然會對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。目前，對風(fēng)電機(jī)組的研究主要圍繞著直驅(qū)永磁機(jī)組和雙饋機(jī)組。前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組采用同步發(fā)電機(jī)直接并網(wǎng)，具有獨(dú)立的無刷勵(lì)磁系統(tǒng)，保證了發(fā)電機(jī)輸出電壓的穩(wěn)定，提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的性能直接影響著風(fēng)電機(jī)組以及電力系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，針對前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組的無刷勵(lì)磁控制進(jìn)行研究，能夠積極推動我國風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展。本文

5、在闡述了前端調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)組成、運(yùn)行原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對同步發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行研究。在理想條件下，分別建立三相坐標(biāo)和兩相坐標(biāo)下的同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型。對無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行研究，建立無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。針對直接并網(wǎng)型同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)非線性、時(shí)變性及風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況多變等特點(diǎn)，采用了一種基于粒子群優(yōu)化的同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的變論域模糊PID控制方法，實(shí)現(xiàn)了同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)在全工況下的自適應(yīng)控制，提高了發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)精度和運(yùn)行的穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明，基于粒子群

6、優(yōu)化的變論域模糊PID控制在動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能上優(yōu)于PID控制，驗(yàn)證了該方法的正確性。由于無刷勵(lì)磁系統(tǒng)中的交流勵(lì)磁機(jī)是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，較大時(shí)間常數(shù)會對控制產(chǎn)生時(shí)滯影響，針對這一問題，本文采用一種灰色預(yù)測模糊PID勵(lì)磁控制方法，提高了控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)快速勵(lì)磁。通過發(fā)電機(jī)的派克方程建立GM(1,1)預(yù)測模型，采集發(fā)電機(jī)端的輸出電壓作為GM(1,1)預(yù)測模型的輸入，預(yù)測出發(fā)電機(jī)電壓的變化趨勢。實(shí)現(xiàn)提前預(yù)測，超前控制。仿真結(jié)果表明，基于灰色預(yù)測模糊PID勵(lì)磁控制在超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間上優(yōu)于變論域模糊PID控制，驗(yàn)

7、證了該方法的有效性。針對電網(wǎng)故障條件下可能導(dǎo)致同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子失步，甚至引起電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩的問題，本文在單勵(lì)磁調(diào)節(jié)作用的基礎(chǔ)上，增加雙模糊PSS(PowerSystemStabilizer,電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)作為附加勵(lì)磁控制，并對復(fù)合勵(lì)磁控制進(jìn)行仿真研究，分析三相短路故障情況下發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，仿真結(jié)果表明，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器可以在電網(wǎng)故障情況下為系統(tǒng)提供阻尼，有效抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩，提高了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組；無刷勵(lì)磁；變論域；灰色預(yù)測；電力系統(tǒng)穩(wěn)定器論文類型：應(yīng)用基礎(chǔ)研究-I-前端

8、調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組無刷勵(lì)磁控制研究AbstractWindpoweriswidelyusedinpowergenerationsector.Thewindturbinesgridconnectioncapacityinourcountryisincreasingyearbyyear,while,largewindturbinesparalleloperationwillinevitablyimpactonpowers