1. 研究目的与意义
课题研究的背景
在能源日益紧缺、环境问题严重的当代社会,各个国家都在寻求新能源以谋求人类进一步发展。风能来自太阳能,取之不尽,用之不竭,而且自然界中蕴藏着十分丰富的风能,利用风能进行发电不仅可以缓解能源紧缺问题,而且对保护环境也有着重大意义。
随着世界风力发电技术的迅速发展,风电机组单机容量不断增大,风机变速变桨控制已经成为世界风电发展的主流。尤其是独立变桨控制来稳定发电机功率输出控制策略更成为当前大型风电机组研发的关键。
2. 研究内容和预期目标
本课题研究内容:
1)风力发电机的基本结构、工作原理和性能要求
风力发电机控制系统主要涉及桨叶、齿轮箱、发电机三个部分,要对每个部分的功能和特性进行分析。在风能作用下,桨叶会随风转动,经齿轮箱变速后传递给发电机进行发电。风速的变化会导致发电机的输出功率也在变化,这就要求风力发电机在低风速时能最大的捕获风能以提升功率,在高风速时能够保持稳定的功率输出以避免超出其额定功率。
3. 研究的方法与步骤
本课题拟采用半实物仿真的设计方法。
第一步,对风力发电机的基本结构、工作原理和性能要求进行详细的分析。
第二步,分析风力的作用,设计电动机以实现对风力的模拟。
4. 参考文献
[1]孔屹刚,王杰,顾浩,等. 大型风力机气动载荷分析与功率控制[j]. 太阳能学报. 2012, 33(6): 1023-1029.[2]马祎炜, 俞俊杰, 吴国祥, 等. 双馈风力发电系统最大功率点跟踪控制策略[j]. 电工技术学报,2009,24(4):202-206.[3]崔总泽,王士亮,史立勤,等. 一种新型结构变速恒频风力发电机组系统及其控制策略[j]. 电工技术学报. 2013, 28(7): 80-86.[4]吴国祥, 黄建明, 陈国呈, 等. 变速恒频双馈风力发电运行综合控制策略[j]. 电机与控制学报, 2008,12(4): 435-441.[5]邢作霞,陈雷,孙宏利,等. 独立变桨距控制策略研究[j].中国电机工程学报. 2011, 31(26): 131-138.
[6]林勇刚. 大型风力机变桨距控制技术研究[d]. 浙江大学, 2005.
[7]凌禹.双馈风力发电机系统的建模、仿真与控制[m]. 北京:机械工业出版社,2017.
5. 计划与进度安排
1)2022.03.05~2022.03.20:收集资料,知识准备及做开题报告。
2)2022.03.21~2022.04.03:系统方案设计及可行性研究。
3)2022.04.04~2022.04.17:系统软件设计及编程。
