变速恒频风力发电机的建模和循环迭代无模型控制.docVIP

变速恒频风力发电机的建模和循环迭代无模型控制 摘要变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的关注，有着良好的发展前景。本论文致力于风力发电技术中控制方法的研究，并从分析其整体结构入手，建立数学模型，核心在于利用循环迭代无模型进行建模仿真分析。 本中变速恒频风力发电机使用一个新型的循环迭代无模型控制方式。需要考虑的问题是要实现一个多目标的控制方案，并将覆盖整个风力发电机的工作区域。本文所提出的循环迭代无模型（RMFC）旨在实现轨迹跟踪最大功率点与现实的风能开发之间的平衡，其所需的转子速度参考轨迹跟踪和需要减少的机械结构损耗。RMFC采用风力机输出的测量，可以不需要风力机参数数值。而且它有一个非常简单的结构，可以很容易地在计算机控制系统上进行运用。RMFC所提出的控制方法的有效性和鲁棒性通过数值模拟实现。11902 关键词风力发电机，功率调节，循环迭代无模型 毕业设计说明书（论文）外文摘要 TitleModelling and Recursive Power Controlof Horizontal Variable-speedWind Turbines Abstract The paper deals with the modeling and power control of horizontal variable speed wind turbines using a new recursive controller. The problem considered is to realize a multi-objective control scheme covering the entire wind turbine working domain. The proposed recursive model free controller (RMFC) is designed to realize a compromise between the maximum-power-point trajectory tracking under realistic wind energy exploitation, the desired rotor speed reference trajectory tracking and the need of decreasing the solicitations induced in the mechanical structure of the turbine. The RMFC uses only the turbine output measurement and does not require knowledge of turbine parameters. It has a very simple structure and can be easily implemented in computer control systems. The effectiveness and robustness of the proposed control approach are studied by numerical simulations. 1.1国内外风力发电发展现状与趋势 1.1.1国外风力发电发展状况 1.1.2国内风力发电发展状况 我国幅员辽阔，海岸线长，是世界上风能资源较为丰富的国家之一，在陆地上可开发利用的风能达到2.5亿KW，在海上能达到10亿KW。特别是东南沿海及其附近岛屿、内蒙古高原、河西走廊、东北、华北等地区，一年之内风速在3m/s以上的时间可达到4000小时，具有很大的开发价值。 《2010年中国风电装机容量统计》报告显示，2010年中国（不包括台湾地区）新增装机容量18927.99MW,同比增长73.3%，累计装机容量达到44733.29MW。两项指标均居世界第一位。风力发电作为我国电力供应结构中新型分布式供电系统，凭借其灵活、实用的特点，为我国电力市场的发展注入了活力，并取得了可观的经济价值和巨大的社会效益。 目前国产风力发电机组的开发也取得了一定成果，如1999年国内首台国产化率达到93%的600KW风电机组,而MW级的风电机组也处于正在研发调试中，如首台样机于2005年5月安装投入试运行（国产化率40%）。国内目前可以制造的其他主要部件包括桨叶、发电机、齿轮箱、机舱、主轴、塔架、偏航系统、液压系统等，为我国大型风力发电机组的国产化奠定了基础[2]。 但是，目前中国的风力发电发展面临着三个突出的问题。一是风力发电发展规模迅速扩大，形成了巨大的市场空间；二是国产机组缺乏竞争力，国外进口的风力发电机组迅速占领了我国风力发