風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真畢業(yè)論文(參考版)
2024-08-31 20:06本頁面
【正文】 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。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。 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。利用風(fēng)力發(fā)電樣例系統(tǒng)來驗(yàn)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。 變槳距控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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。 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(yàn)證了控制系統(tǒng)模型的可用性。 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。 (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 。 (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(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。 4 風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的模擬仿真分析 無窮大 系統(tǒng) 模型的建立 圖 41 風(fēng)力發(fā)電機(jī)無窮大系統(tǒng)模型 風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)并網(wǎng)模擬仿真分析 （ 1） 發(fā)電機(jī)三相電壓輸出 及仿真結(jié)果分析 EbEcEd 圖 42 異步發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)三相電壓輸出 及參數(shù)設(shè)置 圖 43 異步發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)三相電壓模擬仿真結(jié)果 圖 44 高壓母線電壓模擬 仿真結(jié)果 異步 發(fā)電機(jī)三相電壓 模擬仿真 結(jié)果分析 如圖 43 所示 ,在發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)前低壓側(cè)電壓為 0,在 1s 時 發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng) ,電壓突然上升到接近于額定電壓 ,發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸送功率。功率輸出將穩(wěn)定地保持在額定值上 。如果風(fēng)速和功率輸出一直低于額定值，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率將降低到 2%，節(jié)距控制將根據(jù)風(fēng)速調(diào)整到最佳狀態(tài)，以優(yōu)化葉尖速比。在達(dá)到額定值前，速度給定值隨功率給定值按比例增加。 （ 4）速度控制器 B 發(fā)電機(jī)切入電網(wǎng)后，速度控制系統(tǒng) B 作用。線性的減小到 5176。風(fēng)輪在空轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)入同步轉(zhuǎn)速。 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(bǔ)償由于轉(zhuǎn)子空氣動力學(xué)產(chǎn)生的非線性，因?yàn)楫?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。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在同步轉(zhuǎn)速177。 圖 32 變距控制結(jié)構(gòu)框圖 （ 3）速度控制器 A 轉(zhuǎn)速控制器 A 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)或從待機(jī)狀態(tài)重新起動時投入工作，如圖 210 所示在這些過程中通過對節(jié)距角的控制，轉(zhuǎn)速以一定的變化率上升。變距系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是液壓系統(tǒng)，節(jié)距控制器的輸出信號經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后變成電壓信號控制比例閥（或電液伺服閥），驅(qū)動液壓缸活塞，推動變槳距機(jī)構(gòu)，使槳葉節(jié)距角變化。 （ 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。 節(jié)距的給定參考值由控制器根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)給出。 變槳距控制系統(tǒng) （ 1）變槳距控制系統(tǒng)工作原理 圖 31 變槳距控制系統(tǒng)工作原理圖 在發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)時前，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速由速度控制器 A 根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號與給定 信號直接控制；發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)后，速度控制 B 與功率控制器起作用。因此，為了優(yōu)化功率曲線，最新設(shè)計(jì)的變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在進(jìn)行功率控制的過 程中，其功率反饋信號不再作為直接控制槳葉節(jié)距的變量。 3 變槳距 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)模型 變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài) 變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)變距系統(tǒng)所起的作用可分為三種運(yùn)行狀態(tài)，即風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的起動狀態(tài)（轉(zhuǎn)速控制）、欠功率控制（不控制）和額定
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1