变速恒频风力发电机组的模糊控制策略研究

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在能源紧缺的当代，我国想要实现人与人、人与社会、人与自然的和谐发展和可持续发展，就必须协调好发展、环境和能源的的关系。而风能是清洁的，有较高成本效益的发电能源。将风能转化为电能不会给自然环境带来较多污染，零排放的特点使它不会加剧全球气候的变暖和酸雨的形成。与核电相比，风力发电不会带来核燃料泄漏的潜在威胁。与水电相比，风力发电不会给水生动植物的生存环境带来破坏。开发利用风能可以缓解能源危机和大气污染，并对保护生态环境具有重大意义。而风能是一种能量密度较低，稳定性较差的清洁能源，想要开发利用好它，对风力发电机组的控制策略研究显得尤为重要。本文内容概要如下：
　　1、阐述了风力发电机组的基本特性和结构以及其相关的空气动力学基础理论，并推导出风力发电机组的动态方程及功率表达式。在此基础上建立了变速风力发电机组的数学模型。
　　2、重点研究了模糊控制技术在风能转换系统中的应用，根据风况的不同，设计出两个基于模糊控制的控制器：在低风速时通过调节发电机电磁力矩实现最大风能捕获控制；在高风速时通过对桨距角和发电机电磁力矩双重调节实现恒功率输出控制。其中，通过模糊器规则库的设计实现了以风力机桨距角控制为粗调，以电机变流器控制电磁力矩为微调的综合控制策略，提高控制精度和改善系统动态特性。
　　3、最后，通过MATLAB/Simulink进行建模仿真，得出的实验结果表明：基于模糊控制的控制器在低风速时，能有效的提高变速恒频风力发电机风能捕获转换能力；在高风速时，能使变速恒频风力发电机更好的向电网输送高质量电能。

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作者
刘畅;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科水利水电工程
授予学位硕士
导师姓名常黎;
年度 2014
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类风力发电机;
关键词
风力发电机组; 模糊控制策略; 变速恒频; 电能质量;

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