風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-08-18 20:06本頁面
【導(dǎo)讀】本文基于風(fēng)力機(jī)發(fā)電建立模型，主要完成了以下工作：。運(yùn)用葉素理論，建立了變槳距風(fēng)力機(jī)機(jī)理模型；分析了變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行區(qū)域與變槳距控制的原理與方法，并給出了機(jī)組的仿真模型，為風(fēng)力發(fā)電軟件仿真奠定了基礎(chǔ)；完整的風(fēng)力發(fā)電樣例系統(tǒng)模型，并且已初步實現(xiàn)風(fēng)力機(jī)特性模擬功能。風(fēng)向和風(fēng)速是兩個描述風(fēng)的重要參數(shù)。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)速是表示風(fēng)移動的速度。即單位時間內(nèi)空氣流動所經(jīng)過的距離。風(fēng)速是指某一高度連續(xù)10min所測得各瞬時風(fēng)速的平均值。10m高處的10min內(nèi)風(fēng)速的平均值為參考。風(fēng)玫瑰圖是一個給定地點(diǎn)一段時間內(nèi)。通過它可以得知當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)風(fēng)向。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。有效風(fēng)能密度還可根據(jù)下式求得。1v——啟動風(fēng)速（sm/）；2v——停機(jī)風(fēng)速（sm/）；④造價低，運(yùn)行維護(hù)簡單，實際占地面積??；風(fēng)頻分布就是風(fēng)速的統(tǒng)計概率分布，是衡量風(fēng)能資源分布特
【正文】 . 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(yùn)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。低壓母線電壓穩(wěn)定在 左右，高壓母線電壓穩(wěn)定在 121kV 左右。 (3) 低壓母線相電流輸出 及仿真結(jié)果分析 并網(wǎng)前電流為 0,在 1s 時斷路器合閘并網(wǎng)，出現(xiàn)很大的沖擊電流，其沖擊電流值達(dá)到 11KA，最后開始衰減至 ，然后又開始上升，最后趨于穩(wěn)定 ,其電流最大穩(wěn)定值為 。 IaIbIc 圖 46 低壓電流 輸出 及參數(shù)設(shè)置 圖 47 低壓母線相電流輸出 及仿真結(jié)果 變槳距控制系統(tǒng)模擬仿真分析 通過控制槳距角的大小的改變就可以控制葉片吸收風(fēng)功率的多少，槳距角的調(diào)節(jié)可以使發(fā)電機(jī)輸出功率平穩(wěn)。 圖 48 變槳距控制系統(tǒng)模擬仿真結(jié)果 變槳距控制系 統(tǒng)模仿真結(jié)果分析如下： 風(fēng)輪機(jī)啟動時 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開始自動運(yùn)行于風(fēng)輪葉尖本來值 90176。 ，即槳矩角初始值為 90 度，在機(jī)組起動的過程中逐漸變小，這樣葉片吸收風(fēng)能逐漸增大，葉片的轉(zhuǎn)速也逐漸加快，最后在 時槳矩角變?yōu)榱?，且保持不變，此時葉片吸收風(fēng)能達(dá)到了最大。 5 結(jié)論 本文通過 PSCAD/EMTDC 電力系統(tǒng)模擬仿真軟件，建立了 變槳距 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)模型，對加入控制系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電樣例系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真分析，驗證了控制系統(tǒng)模型的可用性。 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略是以風(fēng)速的變化為依據(jù)，風(fēng)能的最大利用效率為目的，為 優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性提出的控制方案。 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(jī)有功功率輸出和風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)速反饋來調(diào)節(jié)槳葉節(jié)距。通過風(fēng)輪機(jī)槳距角控制系統(tǒng)對葉片槳距角進(jìn)行控制，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)械部分與發(fā)電機(jī)的電氣部分配合，達(dá)到提高風(fēng)能利用效率及改善供電質(zhì)量的目的。利用風(fēng)力發(fā)電樣例系統(tǒng)來驗證控制系統(tǒng)的可用性，并對各種仿真曲線進(jìn)行分析，從而得出結(jié)論。 根據(jù)風(fēng)速模型的仿真曲線，分析風(fēng)輪機(jī)和發(fā)電機(jī)各部分曲線的變化情況和整個系統(tǒng)的仿真曲線圖。 在并網(wǎng)以前電壓的波形基本上是正弦形狀的，轉(zhuǎn)速基本上是穩(wěn)定的。并網(wǎng)以后 雖然受到了電網(wǎng)的干擾，但轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速后再沒有多大變化；電流的波形雖然是正弦的，但整體的趨向也發(fā)生了相應(yīng)的波動。變槳距控制系統(tǒng)在 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 起動時，通過變距來獲得足夠的起動轉(zhuǎn)矩；起動以后，當(dāng)?shù)陀?額定風(fēng)速運(yùn)行時的機(jī)組狀態(tài)控制為轉(zhuǎn)速 ,當(dāng)高于額定風(fēng)速運(yùn)行時，通過調(diào)整槳葉節(jié)距，改變氣流對葉片的攻角，從而改變風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獲得的空氣動力轉(zhuǎn)矩，使功率輸出保持穩(wěn)定。 額定風(fēng)速之后的機(jī)組狀態(tài)控制主要由槳距角調(diào)節(jié)實現(xiàn)。得到的控制系統(tǒng)保持了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性。 參考文獻(xiàn) [1] 黃素逸 . 能源與節(jié)能技術(shù) . 北京中國電 力出版社 . 2020 [2] 葉杭冶 . 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù) . 機(jī)械工業(yè)出版社 . 2020 [3] 宮靖遠(yuǎn) . 風(fēng)電場工程技術(shù)手冊 . 機(jī)械工業(yè)出版社 . 2020 [4] 王承煦 張源 . 風(fēng)力發(fā)電 . 中國電力出版社 . 2020 [5] 李俊峰 . 風(fēng)力 12 在中國 . 北京化學(xué)工業(yè)出版社 . 2020 [6] 趙鳳山 . 風(fēng)力發(fā)電論文集 . 金盾出版社 . 2020 [7] 風(fēng)電發(fā)展情況調(diào)研組， 2020 年中國風(fēng)電發(fā)展情況調(diào)研報告 20201， 2 [8] 姚興佳，宋俊等，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理與應(yīng)用，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [9] 高峰，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建模與變槳距控制研究： [博士學(xué)位論文 ]，北京：華北電力大學(xué)， 2020 [10] 李東東， 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)與仿真分析， 水電能源科學(xué)， 2020 年，第24 卷第 1 期 .P： 13 [11] 何祚庥 王亦楠 . 我國新能源可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實選擇 . 中國三峽建設(shè) . ： 2527 [12] 肖運(yùn)啟．雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組勵磁控制與優(yōu)化運(yùn)行研究： [博士學(xué)位論文 ]北京：華北電力大學(xué)， 2020． [13] 趙棟利，胡書舉，趙斌，許洪華．風(fēng)力發(fā)電機(jī)、變流器及其低電壓穿越概述．變頻器世界， 2020， 2． [14] 張仰飛，袁越，陳小虎．風(fēng)力機(jī)參數(shù)的可辨識分析．電力系統(tǒng)自動化， 2020，33(6)： 8689． [15] . Control strategies for Wind turbines. Wind Vol. 12: P 236249 [16] R. Chedid, F. Mrad and M. Basma. Intelligent Control for Wind Energy Conversion System. Wind ,:,1— 16
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