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摘 要:由于像化石能源這類不可再生能源的越來越少以及生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，許多國(guó)家已經(jīng)開始注重對(duì)新的可再生能源的研究.因?yàn)轱L(fēng)能較其他新能源容易開發(fā)，性價(jià)比高，所以風(fēng)能利用已經(jīng)得到了的很大的發(fā)展，最普遍的利用形式便是風(fēng)力發(fā)電.而怎樣實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲，把風(fēng)能風(fēng)能的利用程度最大化，已成為了風(fēng)力發(fā)電研究的重點(diǎn). 本文介紹了風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀，包括風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)和雙饋電機(jī)的理論知識(shí)，分析了不同風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和功率流動(dòng)關(guān)系；建立了dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型，介紹了基于定子磁場(chǎng)定向的雙饋電機(jī)矢量控制策略.接著又分析了最大風(fēng)能跟蹤方法的工作原理和目前主要的幾種跟蹤方法的優(yōu)缺點(diǎn)，然后本文提出了一種改進(jìn)的變步長(zhǎng)爬山法. 最后在MATLAB環(huán)境下，基于數(shù)學(xué)模型的分析建立了風(fēng)力機(jī)、傳動(dòng)鏈、雙饋電機(jī)矢量控制、變步長(zhǎng)MPPT模塊的仿真模型；在模擬的隨機(jī)風(fēng)速下，進(jìn)行了最大風(fēng)能跟蹤的仿真分析，驗(yàn)證了爬山法在實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲工作中的有效性. 關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；雙饋電機(jī)；最大風(fēng)能捕獲；爬山搜索法
目錄 摘要 abstract 第1章 緒論-1 1.1課題研究目的和意義-1 1.2國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀-1 1.3最大風(fēng)能跟蹤方法-2 1.4本文主要研究?jī)?nèi)容-2 第2章 變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本原理及數(shù)學(xué)模型-3 2.1變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電原理-3 2.1.1雙饋風(fēng)力發(fā)電原理-3 2.1.2機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)分析-4 2.2風(fēng)力機(jī)和風(fēng)速的基礎(chǔ)理論-5 2.2.1風(fēng)能的貝茨理論-5 2. 2. 2風(fēng)力機(jī)的基本特性-6 2. 2. 3風(fēng)速的數(shù)學(xué)模型-7 2.3傳動(dòng)鏈數(shù)學(xué)模型-8 2.4雙饋電機(jī)的運(yùn)行特性和數(shù)學(xué)模型-9 2.4.1雙饋電機(jī)運(yùn)行的基本原理-9 2.4.2雙饋電機(jī)的功率流動(dòng)關(guān)系-9 2.4.3雙饋發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型-10 2.5風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制原理-13 2.5.1雙饋電機(jī)的矢量控制-13 2.52轉(zhuǎn)速控制方式-15 2.5.3 型定子磁鏈以及角度觀察方法-16 2.6本章小結(jié)-16 第3章 最大風(fēng)能跟蹤控制方法設(shè)計(jì)-17 3.1最大風(fēng)能跟蹤控制原理-17 3.2幾種最大風(fēng)能跟蹤控制策略比較-18 3.2.1葉尖速比法-18 3.2.2功率反饋法-18 3.2.3爬山搜索法-19 3.3 本文采用的最大風(fēng)能跟蹤方法-20 3.3.1改進(jìn)的變步長(zhǎng)爬山法-20 第4章 系統(tǒng)建模與仿真分析-23 4.1小型風(fēng)電系統(tǒng)仿真建模-23 4.1.1風(fēng)力機(jī)模型-23 4.1.2傳動(dòng)鏈模型-24 4.1.3控制模型-24 4.2 改進(jìn)步長(zhǎng)的MPPT仿真模型-25 4.3基于隨機(jī)風(fēng)速下爬山算法的仿真與分析-25 4.4 仿真結(jié)果分析-27 4.5本章小結(jié)-27 第5章 結(jié)論與展望-29 5.1結(jié)論-29 5.2不足之處及未來展望-29 參考文獻(xiàn)-30 致 謝-31 |
