收藏本站
《河北工程大学》 2017年
加入收藏

风力发电机组的非线性自适应控制方法研究

袁艳芳  
【摘要】:人类赖以生存的自然环境正在因为过度使用煤炭、石油等资源而遭受破坏。针对这个亟待解决的问题,新型可持续利用的能源——风能,越来越受到人们的关注。风能的利用可以有效缓解不可再生资源的消耗且不会产生有害气体,符合可持续发展的要求。风力发电机组的变桨系统复杂且由风切变、塔影效应等引起的随机干扰,使系统表现出非线性特性。面对复杂多变的非线性系统,传统的PD控制已不能做到快速最优地实时进行参数整定。因此,设计对风机系统参数未知或受到外界干扰时控制系统能适应对象和扰动动态特性变化的自适应控制器很重要。针对风力发电机组在外界不定因素干扰的情况下稳定性差的问题,通过用自适应鲁棒控制方法,对风力发电机功率输出稳定追踪问题进行了研究和验证。首先分析了现有的各种风力发电机组,并对其运行原理进行了详细的阐述;然后对其各个系统建立了具有不确定项的非线性数学模型,采用自适应鲁棒自调节的方法设计自适应律和控制器。最后,实验证明风机系统在参数变化或受到外界干扰影响时,所设计的自适应控制器能使系统快速地追踪到期望曲线且比PD控制的精度高。针对自适应控制器中气动转矩是已知的,但在实际运用中很难获得精确表示的问题,通过加入神经网络控制,构成能够对未知参数逼近的神经网络自适应控制算法。该算法可以使系统不再依赖结构参数,快速跟踪转速,获得最优功率曲线。仿真验证该算法可以满足要求。
【关键词】:风力发电机组 控制策略 非线性 自适应控制
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273;TM315
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第1章 绪论9-17
  • 1.1 风力发电发展概况9-11
  • 1.2 我国风力发电的机遇和挑战11-12
  • 1.3 控制技术研究现状12-14
  • 1.3.1 风力发电机组的控制技术12-13
  • 1.3.2 非线性自适应控制技术13-14
  • 1.4 课题研究背景和意义14
  • 1.5 课题研究内容与论文结构14-15
  • 1.6 本章小结15-17
  • 第2章 风力发电机组基本组成及其特性分析17-33
  • 2.1 风力发电机组的分类17-20
  • 2.1.1 按照风机主轴方向分类17-18
  • 2.1.2 按照发电机类型进行分类18-20
  • 2.2 风力发电机组的基本组成机构20-25
  • 2.2.1 风力发电机风轮组系统21
  • 2.2.2 风力发电机偏航系统21-22
  • 2.2.3 风力发电机变桨系统22-23
  • 2.2.4 风力发电机传动系统23-24
  • 2.2.5 风力发电机控制系统24-25
  • 2.3 风况介绍25-30
  • 2.3.1 空气动力学25-26
  • 2.3.2 风速特性分析26-30
  • 2.4 叶片几何参数30-32
  • 2.4.1 桨叶受力分析30-31
  • 2.4.2 叶片安装角、叶尖速比与攻角31-32
  • 2.5 本章小结32-33
  • 第3章 非线性风力发电机组的系统建模33-43
  • 3.1 风力发电机组系统模型33-34
  • 3.2 风力发电机组风速模型34-35
  • 3.3 风力发电机组空气动力学模型35-38
  • 3.4 风力发电机组传动系统模型38-39
  • 3.5 风力发电机组桨距执行机构模型39-40
  • 3.6 风力发电机组塔基模型40-42
  • 3.7 本章小结42-43
  • 第4章 风力发电机组控制策略优化43-51
  • 4.1 控制策略优化原则43-45
  • 4.2 风力发电机系统优化和误差转换模型45-47
  • 4.3 自适应鲁棒控制的设计47-48
  • 4.4 仿真验证48-50
  • 4.5 本章小结50-51
  • 第5章 风力发电机组非线性神经网络自适应控制51-58
  • 5.1 基于神经网络的控制策略51-52
  • 5.2 问题建模52-53
  • 5.3 控制目标53
  • 5.4 控制器设计和稳定性分析53-55
  • 5.5 仿真研究55-57
  • 5.6 本章小结57-58
  • 结论58-59
  • 致谢59-60
  • 参考文献60-63
  • 作者简介63
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果63-64

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;风力发电机组项目[J];机电新产品导报;2002年11期
2 黄顺礼;;世界最大的风力发电机组[J];电气技术;2004年11期
3 许移庆;冀东;;风力发电机组塔架仿真和分析[J];能源研究与信息;2006年02期
4 王哲;;关于风力发电机组状态监测的思考[J];中国设备工程;2007年04期
5 李兴国;何玉林;金鑫;;风力发电机组系统建模与仿真[J];重庆大学学报;2008年11期
6 董正茂;田德;王海宽;魏玉通;王丽丽;胡学敏;许明;;浓缩风能型风力发电机组的安装、使用与维护[J];农村牧区机械化;2008年06期
7 ;辽宁将生产世界先进的风力发电机组核心部件[J];电站辅机;2008年02期
8 ;风力发电机组不断向大型化发展[J];东方电机;2008年05期
9 贺广零;;风力发电机组风场模拟[J];中国电机工程学报;2009年29期
10 张俊妍;;风力发电机组的装配技术[J];才智;2009年32期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘桦;邓良;廖晖;;水平轴风力发电机组通用动力学建模研究[A];中国动力工程学会透平专业委员会2011年学术研讨会论文集[C];2011年
2 杨旭坤;;风力发电机组火灾危险性及防范措施研究[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
3 陈飞;陈鹏飞;吴威;;浅谈风力发电机组防雷要点[A];S13 第十届防雷减灾论坛——雷电灾害与风险评估[C];2012年
4 刘桦;邓良;廖晖;;水平轴风力发电机组通用动力学建模研究[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2011年度论文集(上)[C];2011年
5 程朗;;电网友好型风力发电机组性能及应用[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2011年度论文集(上)[C];2011年
6 鞠伟华;王振鹏;;风力发电机组火灾防范初探[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2012年度论文集(上)[C];2012年
7 ;南车株洲所高海拔型风力发电机组入主贵州[A];《电站信息》2012年第9期[C];2012年
8 李龙刚;马强;许斌;;风力发电机组铸件解析[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2013年度论文集(上)[C];2013年
9 李卫东;丁钧;孙樵;;几种常见风力发电机组的对比分析[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2013年度论文集(上)[C];2013年
10 庄严;纪国瑞;王峰;;风力发电机组的防雷与接地工艺设计(上)[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2013年度论文集(上)[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄欣 李敏蕾;风力发电机组进口乘“风”上扬[N];科技日报;2007年
2 记者杨星;在我市合作开发风力发电机组[N];鄂尔多斯日报;2009年
3 许元强;宜兴首台风力发电机组成功发电[N];无锡日报;2010年
4 记者 杨娜;西安金风首批风力发电机组下线[N];中国电力报;2010年
5 龙闻;朝阳远大风力发电机组项目进展迅速[N];朝阳日报;2010年
6 通讯员 狄伟;新型高效风力发电机组项目落户高新区[N];莱芜日报;2010年
7 陈晓建;我国首台1.5兆瓦风力发电机组下线[N];中国质量报;2007年
8 本报记者 赖文忠;让风力发电机组写上“福建制造”[N];福建日报;2007年
9 通讯员 吴瑞芳;30万千瓦风力发电机组制造项目落户赛罕区[N];呼和浩特日报(汉);2006年
10 记者 杨石明;风力发电机组生产项目落户高新区[N];益阳日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张寅;液压型风力发电机组功率平滑控制研究[D];燕山大学;2016年
2 陶庆;兆瓦级风能发电机组整机及关键部件动态特性研究[D];新疆大学;2015年
3 吴宏钢;风力发电机组振动检测及噪声评估研究[D];重庆大学;2010年
4 刘军;风力发电机组控制策略优化与实验平台研究[D];重庆大学;2011年
5 金鑫;风力发电机组系统建模与仿真研究[D];重庆大学;2007年
6 卢奭瑄;风力发电机组动力模型及循环变桨控制策略研究[D];沈阳工业大学;2012年
7 何伟;湍流风场模拟与风力发电机组载荷特性研究[D];华北电力大学;2013年
8 刘桦;风电机组系统动力学模型及关键零部件优化研究[D];重庆大学;2009年
9 陈广华;风力发电机组组合式叶片结构设计研究[D];华北电力大学;2013年
10 徐宝清;水平轴风力发电机组风轮叶片优化设计研究[D];内蒙古农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁显;基于振动和载荷监测的风力发电机组失效分析[D];华北电力大学;2012年
2 叶壮壮;液压型落地式风力发电机组主传动系统特性与稳速控制研究[D];燕山大学;2015年
3 张磊;用于数值仿真的风电场等值模型的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 林培能;风力发电机组模型三维建模及三维打印技术研究[D];华北电力大学;2015年
5 尹琪东;基于传动调速的变速恒频风电机组设计方案的初步研究[D];华北电力大学;2015年
6 桑柏超;永磁直驱风力发电机组建模仿真研究[D];华北电力大学;2015年
7 李娟;计及控制系统PI参数影响的双馈风电机组暂态特性的研究[D];华北电力大学;2015年
8 曹滨;风力发电机组仿真软件FAST的二次开发[D];电子科技大学;2014年
9 刘江涛;浮动式风力发电机组独立变桨控制技术研究[D];新疆大学;2015年
10 孙广;2MW风力发电机组变桨传动系统设计研究[D];大连理工大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026