風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真畢業(yè)論文(存儲版)
【正文】 變槳距控制系統(tǒng)的設(shè)計主要采用 PI 控制器，根據(jù)發(fā)電機有功功率輸出和風(fēng)輪機轉(zhuǎn)速反饋來調(diào)節(jié)槳葉節(jié)距。 (2)低壓母線和高壓母線的線電壓 輸出 及仿真結(jié)果分析 M a in : G r a p h s 0 . 0 2 . 0 4 . 0 6 . 0 8 . 0 1 0 . 0 1 2 . 0 1 4 . 0 1 6 . 0 1 8 . 0 2 0 . 0 ... ... ... 2 . 0 0 1 . 5 0 1 . 0 0 0 . 5 0 0 . 0 0 0 . 5 0 1 . 0 0 1 . 5 0 2 . 0 0 KVE a b ( 0 . 69 ) M a in : G r a p h s 0 . 0 2 . 0 4 . 0 6 . 0 8 . 0 1 0 . 0 1 2 . 0 1 4 . 0 1 6 . 0 1 8 . 0 2 0 . 0 ... ... ...0 20 40 60 80 100 120 140 160 KVE a b ( 121 ) 圖 45 低壓母線和高壓母線的線電壓 輸出 及仿真結(jié)果 在正常運行時 ,低壓母線和高壓母線電壓均從 0 迅速上升并均達(dá)到各自的額定值，然后一直保持穩(wěn)定。在達(dá)到額定值前，速度給定值隨功率給定值按比例增加。 圖 33 速度控制器 A 控制器包含著常規(guī)的 PD控制器和 PI控制器，接著是節(jié)距角的非線性化環(huán)節(jié)，通過非線性化處理，增益隨節(jié)距角的增加而減小，以此補償由于轉(zhuǎn)子空氣動力學(xué)產(chǎn)生的非線性，因為當(dāng)功率不變時，轉(zhuǎn)矩對節(jié)距角的比是隨節(jié)距角的增加而增加的。 （ 2）變距控制 變距控制系統(tǒng)是一個隨動系統(tǒng)，如圖 29 所示。 3 變槳距 風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)模型 變槳距風(fēng)力發(fā)電機組的運行狀態(tài) 變槳距風(fēng)力發(fā)電機組根據(jù)變距系統(tǒng)所起的作用可分為三種運行狀態(tài)，即風(fēng)力發(fā)電機組的起動狀態(tài)（轉(zhuǎn)速控制）、欠功率控制（不控制）和額定功率狀態(tài)（功率控制）。 ]6[ 對比? ?vP ,? 和 ? ?vT ,? 曲線，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng) T 達(dá)到最大時， P 并沒有達(dá)到最大，具體而言，就是最大功率點對應(yīng)的轉(zhuǎn)速值要大于最大轉(zhuǎn)矩點的轉(zhuǎn)速值。發(fā)電機，能量轉(zhuǎn)換裝置。 ② 陣風(fēng)： smv /2max ? ， sTIG 3? ， sTG 1? ，數(shù)量為 1。 （ 1） 基本風(fēng) wbv 基本風(fēng)反映了風(fēng)場平均風(fēng)速的變化，風(fēng)力發(fā)電機向電網(wǎng)輸送功率的大小主要由基本風(fēng)決定，它的測得由風(fēng)電場測風(fēng)所得的威布爾分布參數(shù)近似確定。 風(fēng)力發(fā)電的特點 風(fēng)力發(fā)電具有以下特點： ① 可再生的潔凈能源； ② 建設(shè)周期短，裝機規(guī)模靈活， 可根據(jù)資金情況決定一次裝機規(guī)模，有一臺資金就可以安裝一臺投產(chǎn)一臺； ③ 可靠性高， 把現(xiàn)代高科技應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機組使其發(fā)電可靠性大大提高，中、大型風(fēng)力發(fā)電機組可靠性從 80 年代的 50%提高到了 98%，高于火力發(fā)電且機組壽命可達(dá) 20 年； ④ 造價低，運行維護簡單，實際占地面積小； ⑤ 發(fā)電方式多樣化， 既可并網(wǎng)運行，也可以和其 他能源如柴油發(fā)電、太陽能發(fā)電、水利發(fā)電機組形成互補系統(tǒng)，還可以獨立運行； ⑥ 單機容量小 2 風(fēng)能及風(fēng)力機系統(tǒng)模型的建立 風(fēng)頻模型 風(fēng)速具有明顯的隨機性和間歇性。 由于風(fēng)速是一個隨機性很大的量，必須通過一段時間的觀測來了解它的平均狀況，一個地方風(fēng)能潛力的多少要視該地常年平均風(fēng)能密度的大小。風(fēng)向是指風(fēng)吹來的方向 ， 如果風(fēng)是從 東 方吹來就稱為 東 風(fēng)。風(fēng)向和風(fēng)速是兩個描述風(fēng)的重要參數(shù)。 （ 2）風(fēng)能資源的估算 風(fēng)能的大小實際就是氣流流過的動能，因此可以推導(dǎo)出氣流在單位時間內(nèi)垂直流過單位截面積的風(fēng)能，即風(fēng)能密度，表示如下： v??? (11) 式中 , ? —— 風(fēng)能密度 ( 2/mW )， 是描述一個地方風(fēng)能潛力的最方便最有價值的量 ； ? —— 空氣密度 ( 3/mkg )； v —— 風(fēng)速 ( sm/ )?？諝饬鲃拥?動能作用在葉輪上，將動能轉(zhuǎn)換成機械能，從而推動片葉旋轉(zhuǎn)，如果將葉輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸相連就會帶動發(fā)電機發(fā)出電來。 風(fēng)速模型 通常用四種成分的風(fēng)速來模擬實際風(fēng)速：基本風(fēng) wbv 、陣風(fēng) wgv 、漸變風(fēng)和隨機風(fēng)。 （ 5） 合成風(fēng)速 模擬實際作用在風(fēng)力機上的風(fēng)速為： wnwrwgwbw vvvvv ???? （ 28） （ 6）綜合 風(fēng)速模型 VwESW i n d S o u r c eG u s tM e a nR a m pN o i s e Vw 圖 24 綜合風(fēng)速模型 輸入?yún)?shù)如下： ① 基本風(fēng)： smvwb /9? 。傳動裝置主要包括輪轂、齒輪箱和傳動軸，起連接和傳動作用。 風(fēng)力機的穩(wěn)定工作區(qū) 空間曲面雖然能包含風(fēng)力機運行的所有狀態(tài)點，但是對于分析不太方便，所以在實際應(yīng)用中多是取幾個離散的 ? 值，畫出平面圖的方法，如下圖所示，取 6組 ? 值，繪制如下： 圖 28 風(fēng)力機穩(wěn)定工作區(qū)曲線圖 在 ? ?vT ,? 曲線中，以
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