变速恒频风力发电机组的模糊控制

论文题目: 变速恒频风力发电机组的模糊控制

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术及自动化装置

作者: 王飞

导师: 林成武

关键词: 风机,变速恒频风力发电,变速控制,模糊控制,李亚普诺夫函数

文献来源: 沈阳工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 风能是目前世界上最具发展潜力的新能源,世界发达国家都在深入研究和积极开发。随着计算机与自动控制技术的飞速发展,风力发电技术的发展极为迅速,其单机容量从最初的数十千瓦级发展到最近进入市场的兆瓦级机组;控制方式从基本的定桨距失速型控制向变桨距控制直到最新的变速控制发展。目前的研究重点是采用双馈异步发电机的并网运行变速风力发电机组的控制技术。为了使风电实现价格低廉有效,以及系统运行平稳的优良特性,采用一些高级的控制方法就尤为必要了。在本论文中,所采用的是非线性与自适应控制理论对风机进行控制。基于其动态特性的机械性,所以使用非线性与自适应控制对发电机的励磁电压实现在线调节。通过理论分析与计算机的仿真,可以证明这种方法能够实现平稳性以及对异步转子的跟踪性能。作为论文的主要部分,着重研究的是模糊控制这一新兴科学在风能控制系统中的应用,己应用模糊逻辑控制技术实现了风能控制系统的跟踪控制器的设计,在设计阶段中采用了风速阶跃响应模型。所提出的风能控制系统的模糊逻辑控制器的性能采用真实数据进行测试,它的鲁棒性和有效性由控制器仿真结果加以证明。论文的最后一部分,针对模糊控制系统的复杂性与不确定性,本文采用的是李亚普诺夫的稳定性理论,对所设计的模糊控制系统进行了稳定性分析,同时给出了判断系统全局渐稳定的充分条件。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1．1 课题的背景与意义

1．2 国内外大型风电机组发展现状与趋势

1．2．1 大型风电机组的发展现状与趋势

1．2．2 变速恒频风电机组发展现状与趋势

1．3 大型风电系统的控制系统

1．3．1 风力发电设备

1．3．2 风能转换系统中的控制技术

1．3．3 变速恒频恒压输出策略

1．4 论文的主要研究内容

2 风电系统的建模

2．1 风电系统各部件模型的建立

2．1．1 风轮

2．1．2 增速齿轮箱及次传动轴

2．1．3 桨距角刀变化的执行机构

2．2 风电系统特性分析

2．3 整个系统的线性模型的建立

2．4 风电系统的无静差跟踪

3 风电机组控制器设计

3．1 控制方案设计基础

3．1．1 状态空间模型

3．1．2 状态反馈

3．1．3 状态估计

3．2 系统建模

3．2．1 变速控制的系统建模

3．2．2 智能控制的系统建模

4 变速控制

4．1 非线性的变速控制

4．2 自适应变速控制

5 模糊控制

5．1 引言

5．2 模糊控制系统的组成

5．3 模糊控制的基本原理

5．3．1 一步模糊控制算法

5．3．2 模糊控制系统集合简介

5．4 模糊控制的基本思路

5．4．1 精确量的模糊化、连续量的离散化

5．4．2 定义语言变量的模糊子集

5．4．3 模糊判决

5．5 模糊控制器的设计

5．5．1 设计要点

5．5．2 模糊控制器的结构

5．5．3 模糊变量的论域及其隶属函数

5．5．4 控制规则

6 仿真研究

6．1 变速控制的仿真

6．2 模糊控制的仿真

6．3 小结

7 模糊控制系统的稳定性分析

7．1 模糊系统建模

7．2 模糊系统的稳定性分析

8 结论

参考文献

在学研究成果

致谢

发布时间: 2005-07-14

参考文献

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