风力发电机组的建模与控制.docxVIP

东南大学

硕士学位论文

风力发电机组建模与控制

姓名：温鹏

申请学位级别：硕士

专业：能源信息技术

指导教师：沈炯摘要

摘要

能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。风力发电作为一种可持续发展的新能源，不仅可以节约常规能源，而且减少环境污染，具有较好的经济效益和社会效益，越来越受到各

国的重视。

由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点，风力发电机组是复杂多变量非线性不确

定系统，因此，本文针对风力发电机组建模与控制问题展开研究，本文具体内容如下：

(1)建立了具有一定功率谱密度特性的脉动风速AR模型。讨论了频率截取区间、频率采样点数、时间间隔等参数对模拟结果的影响，探讨了AR模型阶数的选取方法。仿真结果表明，模型很

好地反映了脉动风的基本特性，可以用于风力发电系统的动态仿真。

(2)用分析建模的方法得到各个部件的模型，考虑各个模型间的相互关系，建立了风力发电系统整体模型来描述整台风力发电机组的动态行为。将第二章的风速模型作为系统输入，对比研究了

刚性轴传动系统和柔性轴传动系统的输出结果。与刚性轴模型相比，柔性轴模型更准确地分析传动

系统的动态特性，但是计算比较复杂，影响控制系统的控制响应。

(3)分析风力发电机组的特性，通过调节发电机的转距，从而控制风轮转速，使风轮转速跟随风速的变化，实现了风力发电机组系统最大风能捕获控制策略。将基于极值有哪些信誉好的足球投注网站算法的MPPT控制策略应用在风力发电系统中。基于风速测量、功率测量和转速测量，计算功率系数和叶尖速比的相位信号，利用二者信号差来搜寻和功率系数曲线最大值相关的运行点，仿真证明了基于极值有哪些信誉好的足球投注网站算

法的MPPT控制在风力发电系统应用中的有效性。

关键词：风力发电系统；风速模型；AR法；风能特性；传动系统；风力发电机组模型；MPPT算法；

极值有哪些信誉好的足球投注网站

I

Abstract

Ⅱ

Abstract

Energyandenvironmentarepressingproblemsthatmustbesettledbyhumanbeingsforfuturesurvivalanddevelopment.Asanimportantkindofgenerationform,windpowergenerationnotmerelycansavetheroutineenergyresources,butalsomaydecreasepollutionoftheenvironment.Thusitcanbringpreferableeconomicbenefitsandcommunitybenefits.Atrecent,windpowergenerationhascaughtmoreconcernby

governmentsallovertheworld.

Ratherthanthelowdensity,instabilityandrandomnessofwindenergy,windturbineshavestrong

nonlinearmultivariablewithmanyuncertainfactorsanddisturbances.

(1)ARmodeloffluctuatingwindwithcertainpowerspectraldensityisestablished.Theinfluenceofparameterswhichincludeinterceptingintervaloffrequency,thenumberofsamplingpoints,timeintervalarediscussedandthemethodofchoosingmodelorderarereferred.Thesimulationsuggestsgreatcoincidenceofmodeltoreflectfluctuatingwindcharactersandthemodelcanbereferredinthe

dynamicsimulationofwindenergyconversionsystem.

(2)T