永磁直驱风力发电系统变桨距控制研究

论文总字数：19375字

摘 要

在当下社会，能源问题引起了大家的关注。风能因是可再生能源，同时又因其环保和成本低被各个国家重点关注。其中，永磁直驱风力发电机组因其容易建造，控制能力强以及运行高效等优点，被各个国家重点关注研究。本文以永磁同步风力发电机组的变桨控制为研究内容，针对性的做了如下几点：

（1）构建永磁直驱风力发电系统的仿真模型。

（2）利用现有的变桨控制策略：PID控制、模糊控制、神经网络控制、滑模控制等，进行组合研究变桨距控制。

（3）为达到明了的研究结果，本文选择使用matlab进行仿真。着重对风力发电机组的运行和控制进行研究。搭建风力机组模型，并加入变速变桨距技术的智能控制器。

关键词：神经网络控制；模糊控制；PID；滑模控制；Matlab

Research on Variable Pitch Control of Permanent Magnet Direct Drive Wind Power Generation System

Abstract

In today's society, the energy problem has attracted people's attention. Wind energy is a renewable energy source, and at the same time it has been paid close attention to by various countries due to its environmental protection and low cost. Among them, permanent magnet direct-drive wind turbine has been paid close attention to by various countries because of its advantages such as easy construction, strong control ability and high operation efficiency. In this paper, the pitch control of permanent magnet synchronous wind turbine is taken as the research content, and the following points are specifically made:

(1) The simulation model of permanent magnet direct drive wind power system is built.

(2) Using the existing variable pitch control strategies: PID control, fuzzy control, neural network control, sliding mode control, etc., the variable pitch control is studied in combination.

(3) In order to achieve clear research results, this paper chooses to use matlab for simulation. This paper focuses on the operation and control of wind turbine. Build the wind turbine model and add the intelligent controller of variable pitch technology.

Key words: Words: Neural network control; fuzzy control; PID; sliding mode control; Matlab

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪 论 1

1.1 选题背景及意义 1

1.2国内外风电发展现状 1

1.2.1国外风电发展现状 1

1.3风力机组的发展历史及现状 2

1.4.1变桨技术的发展 2

1.4.2变桨控制技术的研究现状 2

第二章 三种变桨控制方法 4

2.1前言 4

2.2 PID控制简介 4

2.3模糊控制原理 5

2.4 滑模控制基本理论 5

2.5理论分析对比 6

第三章 模糊控制与PID控制结合的变桨控制策略研究 7

3.1前言 7

3.2模糊控制与PID控制结合的变桨控制器设计 7

3.3 模糊控制器的设置 7

3.5总结 9

第四章 风力发电机组变桨距原理分析与模型建立 10

4.1风力发电机组工作原理 10

4.2 风力发电机组变桨控制系统 10

4.2.1 变桨距控制原理 10

4.2.2 风力发电变桨距控制过程 11

4.4 风力发电机组空气动力学理论 12

4.4.1 风能的计算 12

4.3.2 贝兹极限 12

4.3.3 风力机的特性系数 13

4.4 永磁同步风力发电机组模型建立 13

4.4.1 风速模型 13

4.4.2 转速控制器 15

4.4.3 风力机模型 16

4.4.4 发电机模型 16

4.4.5 传动系统模型 17

4.4.6 变桨执行机构模型 18

4.4.7 PID控制器设计 18

4.5 仿真结果 19

第五章总结 23

5.1结论 23

5.2 缺点 23

5.3展望 23

致 谢 24

参考文献 25

第一章 绪 论

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