兆瓦級直驅永磁風力發(fā)電機組變槳距控制系統(tǒng)設計.pdf

1、近年來,作為世界上發(fā)展最快的可再生能源,風能受到了世界各國的關注。隨著計算機與自動控制技術的飛速發(fā)展,風力發(fā)電技術的發(fā)展極為迅速,其單機容量從最初的數(shù)十千瓦發(fā)展到現(xiàn)在的兆瓦級,控制方式從基本的定槳距失速型控制向變槳距控制轉變,直到現(xiàn)在的變速控制。直驅永磁同步風力發(fā)電機組作為一種變速恒頻風力發(fā)電機,在風力發(fā)電市場中,以其結構簡單、維護成本低、轉換效率高、可靠性高等優(yōu)點,得到了較快的發(fā)展。
　　 本文以“兆瓦級風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)國

2、產化”項目為工程背景。以XE93-2000型直驅永磁同步風力發(fā)電機為具體研究對象,對直驅永磁同步風力發(fā)電機組進行建模及仿真,并對變槳距控制系統(tǒng)進行設計和改進。首先描述了變速風力發(fā)電機組變槳距控制的運行原理以及變速風機的運行特性。通過對風力機的空氣動力學特性研究,推導出風能利用系數(shù)Cp與尖速比λ和槳葉的節(jié)距角β之間呈非線性關系,這為研究變槳距風電機組的系統(tǒng)建模提供了基礎。然后在了解直驅永磁同步風力發(fā)電機組各個組成部分的基礎上,根據(jù)直驅永磁

3、風力發(fā)電機組的特點,對風機的氣動部分、傳動部分和直驅永磁發(fā)電機部分分別進行了數(shù)學建模,并在此基礎上,在Matlab/Simulink的環(huán)境下建立了整個直驅永磁風力發(fā)電機組的數(shù)學模型并進行了仿真調試。最后對湘電風能XE93-2000型直驅永磁風力發(fā)電機組的變槳距伺服控制系統(tǒng)進行了整體設計及論證。系統(tǒng)采用獨立電動變槳方案,經過比較選型,變槳距控制系統(tǒng)采用直流電動變槳距控制系統(tǒng)。在此基礎上,本文還對系統(tǒng)的電源分布電路、邏輯控制電路、后備供電電