试议大型风力发电机鲁棒自适应制约-

论文导读：
摘要：优化发电结构,大力进展新能源已成为当今世界各国能源进展的主要方向。风能是一种清洁无污染的可再生能源,并以其巨大的优越性和进展潜力受到人们的青睐。深入探讨大型风力发电机组的各项技术对于实现风力机国产化并持久开发风能,对最终实现我国能源结构调整都具有重要作用。为了降低风电成本和满足风机装机总量飞速增加的需求,风力发电机向单机大型化的方向进展,并同时带来了很多新的技术不足。制约技术作为风力机组的关键技术,它担负保障风力机组的安全高效运转的重要任务。由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点且风力发电机组是一个复杂的多变量非线性不确定系统,传统的PID制约技术难以获得理想的制约效果,对风电系统进行全局制约以及引进先进的制约论述具有非常重要的作用。本论文首先对风力机空气动力学和风力发电机组的制约历程进行了探讨,对大型风力发电机组的特点和运转情况进行了详细介绍,并在对大型风力发电系统的数学模型和制约论述进行深入探讨的基础上,运用鲁棒自适应制约论述,解决风力发电系统中系统参数时变不确定性以及外界扰动不足,实现具有自适应能力和鲁棒性的风力发电系统制约。所提制约算法结构简单,不依赖系统自身参数,使得制约器能够适应各种型号的风力发电机系统。在低风速区,提出了一种变速风力发电系统的速度跟踪鲁棒自适应制约,该制约器考虑了风力机可能出现的风速测量或估计不准确及风能利用系数在风机运转历程中的偏移,在这些不确定因素的影响下所提出制约器仍然能够达到快速稳定的跟踪制约,实现最大功率点跟踪,确保低风速区的最大风能捕获。针对高风速区,在浅析大型风力发电机组承受的不平衡载荷的基础上提出了克服不平衡载荷的独立变桨制约。首先建立了精确描述变桨机构系统动态特性的非线性模型,该模型考虑了作用在叶片上的几乎所有的力矩,在此基础上设计了鲁棒自适应独立变桨制约器和基于神经网络的自适应制约器,克服了非线性模型中的时变不确定参数。在此基础上,在制约器设计中考虑了变桨系统中电机执行器的动态特性,提出了一种基于Backstepping的神经网络自适应的独立变桨制约器。最后通过Matlab环境下仿真,验证了所提出制约算法的有效性。关键词：鲁棒自适应论文风力发电论文独立变桨制约论文转速跟踪制约论文
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中文摘要6-7
ABSTRACT7-10
1 绪论10-20

1.1 课题探讨背景10-11

1.2 国内外风电进展近况11-15

1.3 变速变桨距风力发电机组制约技术概述15-18

1.3.1 风力发电机组功率调节15-16

1.3.2 风力发电机组的制约对策综述16-18

1.4 本论文的主要探讨内容18-20

2 大型变速风力发电机组的特性浅析20-30

2.1 空气动力学20-24

2.

1.1 风能计算20

2.

1.2 贝兹定理20-22

2.

1.3 风能利用系数22-24

2.2 风速特性浅析24-26

2.1 风切效应24-25

2.2 塔影效应25-26

2.3 变速变桨距风力发电机组的运转状态26-27

2.4 变速变桨距风力发电机组制约技术27-30

3 风力发电机组鲁棒自适应转速跟踪制约器的设计30-37

3.1 风力发电机模型30-33

3.2 鲁棒自适应转速跟踪制约器33-37

3.

2.1 制约器设计33-35

3.

2.2 稳定性证明35

3.

2.3 仿真验证35-37

4 风力发电机组鲁棒自适应独立变桨制约的设计37-54

4.1 变桨距系统的建模37-40

4.2 鲁棒自适应独立变桨制约器40-43

4.

2.1 制约器设计40-42

4.

2.2 稳定性证明42-43

4.3 改善的鲁棒自适应独立变桨制约器43-49
4.

3.1 制约器设计44

4.

3.2 稳定性证明44-45

4.

3.3 仿真验证45-49

4.4 基于神经网络的自适应独立变桨制约49-54

4.1 制约器设计49-50

4.2 稳定性证明50

4.3 仿真验证50-54

5 基于Backstepping的自适应神经网络独立变桨制约器设计54-61

5.1 含执行器动态的变桨系统模型54

5.2 基于Backstepping的自适应神经网络独立变桨制约器设计54-61

5.

2.1 制约器设计54-57

5.

2.2 稳定性浅析57-58

5.

2.3 仿真验证58-61

6 结论及展望61-63
参考文献63-67
作者简历67-69
学位论文数据集69