前端調(diào)速優(yōu)式風化控電機組制研究變槳變矩.pdf

1、前端調(diào)速式風電機組采用同步發(fā)電機發(fā)電，采用液力變矩調(diào)速技術在發(fā)電機前端進行調(diào)速，具有低電壓穿越能力強、無功輸出能力強，電能品質(zhì)好，可靠性高等特點。前端調(diào)速式風電機組將逐漸成為風力發(fā)電技術發(fā)展所采用的主流機型，對該新型風電機組液力變矩調(diào)速控制、變槳功率控制、變槳變矩優(yōu)化控制等相關內(nèi)容進行分析和研究，對于促進我國風電技術的發(fā)展具有重要意義。
　　論文以前端調(diào)速式風電機組為研究對象，首先對機組的運行理論進行分析與闡述，對機組的結構組成與

2、工作原理進行了分析，對導葉可調(diào)式液力變矩器進行了分析，對風電機組各組成部分進行結構分析與數(shù)學計算，建立了前端調(diào)速式風電機組的數(shù)學模型。
　　其次，對前端調(diào)速式機組變槳控制理論進行了分析與闡述，在對風輪空氣動力學特性分析基礎上，對額定風速以下最大風能捕獲理論與額定風速以上功率限制理論進行分析與說明。針對額定風速以上前端調(diào)速式風電機組有功功率控制問題，設計基于遺傳算法的有功功率控制器，通過搭建控制系統(tǒng)仿真模型進行仿真與分析，仿真結果表

3、明所設計的控制器有效實現(xiàn)了機組恒功率輸出的控制目標。
　　再次，對前端調(diào)速式機組液力變矩調(diào)速控制理論進行分析與闡述，對液力變矩調(diào)速系統(tǒng)變風速輸入恒轉速輸出的調(diào)節(jié)過程進行分析與說明。根據(jù)導葉可調(diào)式液力變矩器的工作原理與調(diào)速特性，設計基于雙模參數(shù)自調(diào)整的模糊控制器，建立液力變矩調(diào)速系統(tǒng)仿真模型進行仿真與分析，仿真結果表明液力變矩調(diào)速系統(tǒng)的渦輪輸出轉速穩(wěn)定在其額定轉速附近，針對液力變矩器的導葉控制效果明顯。
　　最后，針對額定風速

4、以上工況下前端調(diào)速式風電機組功率優(yōu)化控制問題，提出一種基于差分進化算法的變槳變矩優(yōu)化控制策略。以液力變矩調(diào)速系統(tǒng)輸出轉速恒定、風電機組輸出功率平滑性最優(yōu)為控制目標建立目標函數(shù)，采用差分進化算法，對機組兩個控制參數(shù)槳距角與導葉開度角進行優(yōu)化，風電機組的變槳系統(tǒng)與液力變矩調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)化后的參數(shù)進行變槳控制與變矩控制。以2MW前端調(diào)速式風電機組為對象進行控制策略驗證分析，仿真結果表明根據(jù)所提出的優(yōu)化控制策略對風電機組進行功率控制，平滑了機組