《风力发电叶轮转速的控制方法与实现（学位论文-工学）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风力发电叶轮转速的控制方法与实现（学位论文-工学）（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、江 苏 科 技 大 学硕 士 学 位 论 文大 摘 要论 文 题 目 风 力 发 电 叶 轮 转 速 的 控 制 方 法 与 实 现研 究 方 向 信 号 处 理 理 论 与 技 术学 科 、 专 业 信 号 与 信 息 处 理研 究 生 姓 名 雷 春 雨导 师 姓 名 王 直填 表 时 间 2013 年 6 月 17 日I摘 要摘 要近 年 来 ， 在 常 规 能 源 告 急 和 全 球 生 态 环 境 恶 化 的 双 重 压 力 下 ， 人 们 对 新 能 源 的 开发 和 利 用 已 经 越 来 越 重 视 。 风 能 作 为 解 决 生 产 和 生 活 能 源 的 一 种 可 靠 途
2、 径 ， 有 着 十 分重 要 的 意 义 ， 风 力 发 电 是 风 能 利 用 的 重 要 形 式 。 风 力 发 电 产 业 的 高 速 发 展 ， 促 进 了 风力 发 电 技 术 的 不 断 进 步 ， 为 风 力 发 电 产 业 更 大 规 模 的 发 展 提 供 了 可 能 。 在 风 力 发 电 技术 的 发 展 过 程 中 ， 控 制 技 术 始 终 起 着 主 导 作 用 ， 并 且 随 着 风 力 发 电 技 术 的 发 展 ， 其 重要 性 更 加 突 出 。为 了 方 便 研 究 ， 本 文 对 大 型 的 风 力 发 电 机 组 建 立 了 数 学 模 型 ， 并
3、且 将 整 机 模 型 在MATLAB 软 件 的 Simulink 环 境 中 成 功 实 现 。 由 于 风 能 具 有 随 机 性 和 不 稳 定 性 等 特 点以 及 大 型 风 力 发 电 机 组 的 多 变 量 非 线 性 不 确 定 系 统 ， 不 容 易 建 立 精 确 的 数 学 模 型 ， 而常 规 PID 控制方法对控制对象的精确性要求高，难以取得满意的控制效果。因此本文 引 入 模 糊 自 适 应 PI 控 制 ， 该 控 制 是 对 过 于 复 杂 或 难 以 精 确 描 述 的 系 统 实 施 的 一 种有 效 控 制 策 略 ，将 设 计 的 模 糊 自 适 应
4、PI 控 制 器 应 用 于 变 桨 距 风 力 发 电 机 组 ， 并 且 在 MATLAB 软件 的 Simulink 环 境 下 对 进 行 仿 真 研 究 ， 研 究 结 果 表 明 ， 用 模 糊 自 适 应 PI 控 制 器 设 计的 风 力 发 电 机 控 制 系 统 可 以 在 任 何 阶 段 的 风 速 下 ， 对 风 轮 转 速 进 行 有 效 的 控 制 ， 保 证风 机 安 全 、 有 效 的 运 行 。最 后 对 叶 轮 转 速 控 制 单 元 进 行 了 硬 件 电 路 和 软 件 设 计 ， 设 计 方 案 采 用 模 组 化 的 设计 方 法 。 对 各 个 模
5、 块 进 行 具 体 的 硬 件 电 路 实 现 ， 并 进 行 PCB 电 路 板 设 计 和 部 分 电 路的 软 件 流 程 设 计 。 对 转 速 控 制 单 元 进 行 了 模 拟 试 验 ， 试 验 结 果 表 明 该 转 速 控 制 单 元 符合 设 计 预 期 。关 键 词 风 力 发 电 ； 叶 轮 转 速 ； 数 学 模 型 ； 模 糊 控 制I江 苏 科 技 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文IIAbstractAbstractIn recent years, under the double pressure of the oil energy emergency
6、and the globalecological environment deterioration, people has been increasing emphasis on thedevelopment and utilization of new energy. As a reliable way to solve production and lifeenergy, wind energy has great significance, wind power generation is an important form ofwind energy utilization. The
7、 rapid development of the wind power industry promote windpower technology to progress and provide the possibility for more large-scale wind powerindustry development. In the process of the development of wind power technology,Control technology has always played a leading role and the importance is
8、 moreprominent With the development of wind power technology.As wind energy has the characteristics of randomness and instability, wind turbineshave strong nonlinear multivariable with many uncertain factors and disturbances, the exactmodel is uneasy established, Conventional PID control method need
9、 the high accuracy ofthe control object, so Conventional PID control method is difficult to obtain satisfactorycontrol effect. The fuzzy control is a kind of effective control strategy to implement to theobject which is difficult to establish precise mathematical model. This paper studies thefuzzy c
10、ontrol theory application to large-scale variable speed-variable pitch wind turbine.In order to research conveniently, this paper established a mathematical model of alarge wind turbine, then the entire units model is realized in the simulink environment ofMATLAB software. As wind energy has the cha
11、racteristics of randomness and instability,wind turbines have strong nonlinear multivariable with many uncertain factors anddisturbances, the exact model is uneasy established, Conventional PID control method needthe high accuracy of the control object and difficult to obtain satisfactory control ef
12、fect. Sothis paper introduces the fuzzy adaptive PI control, which is an effective control strategyfor the system which is too complex or difficult to describe accurately.Applied the fuzzy adaptive PI controller to the variable pitch wind turbine, andrealized it in the simulink environment of MATLAB
13、 software. The result shows that windturbine controller which is designed by fuzzy adaptive PI control, effective control of therotate speed of wind turbine, at any stage of the wind, to ensure wind turbine work safelyand effectively.Finally, this paper designed the hardware circuit for the control
14、unit of impeller speed.the design method is modular. Realize specific hardware circuits for each module, designPCB board and design software process for the part of the circuit. Do the simulation test ofthe speed control unit, the result shows that the speed control unit meets the expectedIII江 苏 科 技 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文design.Keywords wind power； mathematic model； impeller speed； fuzzy controlIV目 录目 录摘 要 . IAbstract . III第 1 章 绪 论 . 11.1 课 题 的 背 景 与 意 义 . 11.2 风 力 发 电 的 发 展 现 状 . 11.2.1 国 外 发 展 状 况 .
