风力发电机组变桨距控制策略建模与仿真-中期报告

中 北 大 学 毕业 设计（ 论文 ） 中期报告 学 生 姓 名： 学 号： 学 院、系 ： 信息与通信工程学院 电气工程系 专 业 ： 电气工程及其自动化 论 文 题 目 ： 风力发电机组变桨距控制 策略建模 与仿真 指 导 教 师 : 2013 年 4 月 22 日 毕业 设计（ 论文 ） 中期报告 学校 中北大学 专业 电气工程及其自动化 学生姓名 班级 学号 论文 题目 风力发电机组变桨距控制策略建模 与仿真 本人在该设计 （论文） 中具体 应完成的工作 (1)熟悉风电系统结构组成和变桨控制基本原理； (2)分析风速、风力机工作原理，然后在 (3)根据变桨控制系统信息，建立变送器、执行器和控制器的传递函数模型 (可采用 略或模糊控制策略 )； (4)利用 行仿真，并对结果分析； (5)最后撰写毕业论文。 1、 简述毕业论文 开始以来所做的具体工作和取得的进展 （要详细内容） （ 1） 外文翻译 外文题目： a 作者： F. . 源： 2012 于本篇 外文文献与本人所研究的方向有一定的区别，但从拓展思路，以及完善本人设计，博采众长的角度出发选择了本篇外文文献，并且对该外文文献 正文部分进行了翻译与整理。原文中首先设计出了 模糊逻辑控制系统和一个经典的 制系统，经过对系统的模拟以及对 2 个系统所生产的电力进行比较，最终选择了采用模糊逻辑控制系统来控制桨距。通过对本文的学习与理解，我对模糊逻辑控制策略又了更深的了解，同时也对我将要采用 的经典 制策略所存在的一些局限有了一定的认识，对我将要进行的系统设计提供了思路，对经典 制策略扬长避短，最大限度的 发挥经典 制策略的优点。同时通过本次对外文文献的翻译，让我积累了一定的翻译经验，也为我接下来的翻译工作打下一定的基础。 （ 2） 风力发电的前景 有人估计过地球上可以用来发电的风能达 100亿千瓦，是全世界水力发电量的 10倍，而目前全世界一年通过燃烧煤而获得的电能也仅是风力一年能提供电能的三分之一。而如何最大限度的利用这些风能来取得最大电能也是目前各风电大国的研究方向。风能必将在将来的能源利用中超过传统能源煤成为主要能源。 （ 3） 风力机的模型 风力机采用非线性函数描述，其模型如图 1。 图 1 变桨距风力发电机组模型 （ 4） 控制器的设计 制器的传递函数： 11)()( 其中选择 数为 5 0。 1. 额定风速以下控制器 。 在额定风速以下，通过控制发电机的反扭矩来控制发电机的转速，使转速跟随风速变化做出快速调整，以达到最佳叶尖速比，最大限度的利用风能的转换效率 。其结构图如图 2。 风 风 轮 传动机构 发电机 A/D D/A 电网 变桨执行机构 交流器 控 制 系统 传感器 桨 距指 令 转矩指令 转速变送 功率变送 功率 转速 图 2 额定风速以下控制器结构 2. 额定风速以上控制器 在高于额定风速时，通过改变桨距角来限制风力机的风能利用率，使其保持在额定功率附近工作 其结构如图 3。 图 3 额定风速以上控制器结构 2、 目前存在问题，下一步的主要研究任务，具体设想与安排 （要详细内容） （ 1） 阅读的参考文献数量不够，虽然看了一定数量，但是得 到的 有用 信息不多 ，不能形成自己的独立思维，在设计中借鉴别人的东西所占比例大，希望在接下来的一段时间能够检索到有用的信息，为自己的创新打下基础。 （ 2） 仿真阶段还不能正常进行，仿真模型还未正式的定型，还在修改与完善中，其次是对 件还未达到熟悉使用效果，在几次简单的例题仿真模拟中操作生疏，对各部分功能不太了解。针对该问题，目前我正积极的学习该软件中，并且实际操作一些简单的仿真，以达到熟练的效果。 （ 3）由于目前的一些设计借鉴的方面比较杂乱，并不是我理想的设计方案，后续将会对目前的一些方案进行修改或者 替换。在我自己最终得到理想方案后，对整个设计系统的整合将会造成麻烦，也必定将会在一定的程度上加大我的工作量。 总结：由于在大学 期间在 课程设计 中对 制的接触太少，直接导致了在 本次毕业 设计 的初始阶段 完全没明白怎么设计，即使在了解原理后，由于没有实际 运 用过也对整个设计造成了不小麻烦， 接下来我将继续对一些采用 制策略的文献进行学习，逐步参透，以求真正的了解 制策略，最后努力整合整个控制系统， 通过指导老师的指导，不断的修改和完善，最终 完成毕业设计 。 3、 指导教师