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風(fēng)力發(fā)電機的控制系統(tǒng)
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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供電工程 |
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關(guān)鍵詞
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風(fēng)力發(fā)電|控制系統(tǒng) |
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適用年級
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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80 �。�金幣如何獲得？） |
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word+AutoCAD |
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發(fā)布時間
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2009-05-26 18:03:00 |
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7 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
畢業(yè)設(shè)計 風(fēng)力發(fā)電機的控制系統(tǒng)，正文共77頁,30225字，附風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖。
摘 要
風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，在當(dāng)今能源短缺的情況下，變的越來越重要。由于風(fēng)的不穩(wěn)定性和風(fēng)力發(fā)電機單機容量的不斷增大，使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)的相互影響也越來越復(fù)雜，因此，對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率輸出的穩(wěn)定性提出了更高的要求�？刂葡到y(tǒng)對提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率輸出的穩(wěn)定性有很大的作用，所以有必要對控制系統(tǒng)和控制過程進行分析。
本設(shè)計主要依據(jù)風(fēng)力發(fā)電機組的控制目標(biāo)和控制策略，通過使用電力系統(tǒng)動態(tài)模擬仿真軟件PSCAD/EMTDC，建立變槳距風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的模型。為了驗證控制系統(tǒng)模型的可用性，建立風(fēng)力發(fā)電樣例系統(tǒng)模型，對樣例系統(tǒng)進行模擬仿真，并對所得的仿真結(jié)果進行了分析，從而證實了風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)模型的可用性,然后得出了它的控制方法。
通過對風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的模擬仿真，可得如下結(jié)論：風(fēng)力發(fā)電機變漿距控制屬非線性動態(tài)控制，在風(fēng)力發(fā)電機組起動時，通過改變槳葉節(jié)距來獲得足夠的起動轉(zhuǎn)矩，達到對風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的控制的目的；當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時，通過自動調(diào)整槳葉節(jié)距，改變氣流對葉片的攻角，從而改變風(fēng)力發(fā)電機組獲得的空氣動力轉(zhuǎn)矩，滿足風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定和功率曲線優(yōu)化的雙重要求。
關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；控制系統(tǒng)；PSCAD/EMTDC；仿真分析
目 錄
引 言 1
第一章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本原理 3
1.1 風(fēng)力發(fā)電的基本原理 3
1.1.1 風(fēng)力發(fā)電的基本原理 3
1.1.2 風(fēng)力發(fā)電的特點 3
1.2 風(fēng)資源及風(fēng)輪機概述 4
1.2.1 風(fēng)資源概述 4
1.2.2 風(fēng)輪機的理論 5
1.3 風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)與組成 5
1.3.1 風(fēng)力發(fā)電機的分類 5
1.3.2 水平軸風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu) 6
1.4 風(fēng)力發(fā)電機的基礎(chǔ)理論 8
1.4.1 貝茨(Betz)理論 9
1.4.2 風(fēng)力發(fā)電機特性系數(shù) 10
1.4.3 異步發(fā)電機基本原理 11
第二章 風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)模型的建立 14
2.1 風(fēng)力發(fā)電機組的基本控制要求 14
2.1.1 風(fēng)力發(fā)電機組運行的控制要求 14
2.2 風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理 16
2.2.1 風(fēng)力發(fā)電機組的控制目標(biāo) 16
2.2.2 控制系統(tǒng)主要參數(shù) 17
2.2.3 控制系統(tǒng)工作原理 18
2.2.4 風(fēng)力發(fā)電機組的變距控制原理 18
2.3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略 19
2.3.1 風(fēng)輪機的氣動特性 19
2.3.2 定槳距風(fēng)力發(fā)電機的控制策略 21
2.3.3 變槳距風(fēng)力發(fā)電機的控制策略 22
2.3.4 變速風(fēng)力發(fā)電機的控制策略 22
2.4 變槳距風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)模型框圖 23
2.4.1 變槳距風(fēng)力發(fā)電機組的運行狀態(tài) 23
2.4.2 變槳距控制系統(tǒng) 24
2.4.3 功率控制 26
2.5 變槳距風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)模型的建立 29
2.5.1 控制選擇器模型的建立 29
2.5.2 風(fēng)輪機轉(zhuǎn)速控制模型的建立 29
2.5.3 發(fā)電機轉(zhuǎn)速控制的模型（在發(fā)電機并網(wǎng)前） 30
2.5.4 風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)模型 30
第三章 樣例系統(tǒng)模型的建立 35
3.1 風(fēng)速模型的建立 35
3.1.1 風(fēng)能的數(shù)學(xué)模型 35
3.1.2 風(fēng)速模型的建立 37
3.2 風(fēng)輪機模型的建立 39
3.2.1 風(fēng)輪機模型及參數(shù) 40
3.2.2 齒輪箱速比控制模型 40
3.3 異步發(fā)電機模型的建立 41
3.3.1 發(fā)電機控制選擇器參數(shù) 41
3.3.2 異步發(fā)電機參數(shù) 42
3.4 無窮大系統(tǒng)模型的建立 43
3.4.1 補償電容的參數(shù) 43
3.4.2 斷路器模型及參數(shù) 43
3.4.3 升壓變壓器模型及參數(shù) 45
3.4.4 無窮大系統(tǒng)模型及參數(shù) 46
第四章 風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的模擬仿真結(jié)果分析 47
4.1 控制系統(tǒng)在樣例模型中的模擬仿真 47
4.1.1 風(fēng)速模擬仿真分析 47
4.1.2 風(fēng)輪機模擬仿真分析 48
4.1.3 異步發(fā)電機模擬仿真分析 49
4.1.4 風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)并網(wǎng)模擬仿真分析 54
4.1.5 變槳距控制系統(tǒng)模擬仿真分析 58
4.2 低于額定風(fēng)速時控制的模擬仿真結(jié)果分析 58
4.2.1 發(fā)電機轉(zhuǎn)速控制模擬仿真結(jié)果分析 58
4.2.2 風(fēng)輪機轉(zhuǎn)速控制模擬仿真結(jié)果分析 60
4.2.3 變槳距控制模擬仿真結(jié)果分析 60
4.3 高于額定風(fēng)速時控制的模擬仿真結(jié)果分析 62
4.3.1 發(fā)電機轉(zhuǎn)速控制模擬仿真結(jié)果分析 62
4.3.2 風(fēng)輪機轉(zhuǎn)速控制模擬仿真結(jié)果分析 65
4.3.3 變槳距控制模擬仿真結(jié)果分析 66
結(jié) 論 68
參考文獻 69
附 錄 70
附錄A PSCAD/EMTDC軟件簡介 70
A.1 PSCAD/EMTDC軟件的功能 70
A.1.1 PSCAD/EMTDC軟件簡介 70
A.1.2 RTDS軟件簡介 70
A.1.3 PSCAD聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和硬件要求 70
A.1.4 PSCAD 應(yīng)用手冊 71
A.2 PSCAD軟件模塊的構(gòu)成 71
A.2.1 文件管理系統(tǒng) 71
A.2.2 建模(DRAFT)模塊 72
A.2.3 架空線(T-LINE)和電纜(CABLE)模塊 72
A.2.4 運行(RUN TIME)模塊 72
A.2.5 單曲線繪圖(UNIPLOT)和多曲線繪圖(MULTIPLOT)模塊 72
A.3 EMTDC模塊介紹 72
A.3.1 利用EMTDC可進行的模似研究范圍為 73
A.3.2 完成一次EMTDC 算題的具體步驟 73
附 錄B 74
B.1 風(fēng)力發(fā)電機組的變槳距控制系統(tǒng)模型圖 74
B.2 風(fēng)力發(fā)電樣例系統(tǒng)模型圖1 75
B.3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)樣例模型圖2 76
謝 辭 77
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