现代风电机组桨距控制技术PDF电子书下载

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第1章 绪论 1

1.1风电技术的研究意义 1

1.1.1能源现状概述 1

1.1.2发展风电的意义 2

1.2风电控制技术及发展趋势 5

1.2.1风电控制技术 5

1.2.2风电控制技术发展趋势 5

1.3变桨距风电机组桨距控制技术的研究现状及发展趋势 6

1.3.1变桨距风电机组桨距控制技术的研究现状 6

1.3.2变桨距风电机组桨距控制技术的发展趋势 14

1.4各章安排及主要内容 15

第2章 大型风电机组建模 17

2.1引言 17

2.2风速模型 18

2.2.1平均风速模型 20

2.2.2湍流风速模型 20

2.2.3风剪切效应 21

2.2.4塔影效应 22

2.2.5风剪切和塔影效应共同影响下的风速模型 23

2.2.6风力发电机风速校正模型 25

2.3传动系统模型 26

2.4空气动力学模型 29

2.5风力发电机模型 30

2.5.1直接耦合的鼠笼式感应发电机 31

2.5.2控制定子的鼠笼式感应发电机 31

2.5.3控制转子的双馈式感应发电机 32

2.6桨距执行系统 32

2.7风电机组整体模型 33

2.8风电机组模型仿真分析 34

第3章 风电机组气动载荷分析及建模 38

3.1引言 38

3.2风电机组载荷分析及建模 38

3.2.1风电机组载荷的分类 39

3.2.2产生空气动力载荷不平衡的因素 40

3.2.3风力发电机空气动力载荷建模 40

3.3风力发电机气动载荷仿真分析 45

第4章 变桨距风电机组统一桨距最优功率控制 53

4.1引言 53

4.2反馈线性化基本原理 54

4.3基于反馈线性化的统一桨距最优功率控制 55

4.3.1风电机组仿射非线性系统状态方程 55

4.3.2风力发电系统状态反馈精确线性化 56

4.3.3非线性风电机组状态反馈最优控制律 58

4.3.4非线性风电机组统一桨距最优功率跟踪控制策略 59

4.4大型风电机组反馈线性化统一桨距最优功率控制仿真分析 59

第5章 基于数据驱动的变桨距风电机组独立桨距控制 63

5.1引言 63

5.2功率兼顾载荷平衡的独立变桨多目标控制 64

5.2.1数据驱动控制简介 64

5.2.2功率兼顾载荷平衡的独立变桨多目标控制 66

5.3功率兼顾载荷平衡的独立变桨多目标控制仿真分析 69

第6章 基于反演控制的变桨距风电机组独立桨距控制 73

6.1引言 73

6.2反演控制设计概述 74

6.2.1反演控制简介 74

6.2.2风电机组独立变桨鲁棒自适应反演控制设计的提出 75

6.3风力发电机桨叶动力学建模 76

6.4独立桨距角跟踪鲁棒自适应反演控制器设计及稳定性分析 78

6.5独立桨距角跟踪鲁棒自适应反演控制仿真分析 81

第7章 独立变桨算法大型风机降载应用 84

7.1引言 84

7.2载荷分析 84

7.3分析工具介绍 85

7.4算法简介 85

7.5 d—q变换介绍 87

7.6 LQG控制器/PI控制器 87

7.7仿真结果说明 92

7.8仿真结论 93

7.9独立变桨系统物理器件介绍 93

7.10独立变桨算法降低载荷 94

7.11独立变桨对变桨执行机构的影响 95

第8章 变桨系统补偿方法在独立变桨中的使用 98

8.1引言 98

8.2风力发电技术的发展 99

8.3变桨技术的发展 100

8.4传统风力发电机控制研究 101

8.4.1传统风力发电机控制策略概述 101

8.4.2风力发电机模型建立 101

8.4.3风力发电机静态曲线分析 105

8.4.4转矩控制器的设计以及仿真验证 108

8.4.5变桨控制器的设计以及仿真验证 113

8.4.6结论 116

8.5独立变桨控制研究 116

8.5.1独立变桨概述 116

8.5.2独立变桨风机模型建立 117

8.5.3风剪切和塔影效应对风力发电机气动模型输出的影响 120

8.5.4独立变桨控制策略研究 124

8.5.5总结 129

8.6变桨系统设计和优化 129

8.6.1变桨系统分类和构成 129

8.6.2变桨系统上位机补偿 130

8.6.3变桨系统上位机补偿优化 137

8.6.4结论 139

第9章 矢量控制算法研究 140

9.1引言 140

9.2永磁交流伺服系统控制理论的发展 140

9.3永磁交流伺服控制系统的发展趋势 141

9.4永磁同步电机的内部结构和种类 142

9.5永磁同步电机控制中的坐标系 142

9.6永磁同步电机控制中的数学模型 144

9.6.1三相定子坐标系（A—B—C坐标系）上的模型 144

9.6.2静止坐标系（α—β坐标系）上的模型 145

9.6.3旋转坐标系（d—q坐标系）上的模型 145

9.7永磁同步电机控制系统 146

9.7.1永磁同步电机有传感器控制和无传感器控制 146

9.7.2矢量控制 147

9.7.3直接转矩控制 149

9.8永磁同步电机建模与仿真 150

9.8.1 Matlab/Simulink软件 150

9.8.2永磁同步电机的建模方法 151

9.8.3 PI控制模块的建模和仿真 153

9.8.4坐标变换模块的建模和仿真 154

9.8.5 SVPWM模块的建模和仿真 155

9.8.6电机与逆变器模块的建模和仿真 164

9.9总结 167

附录 168

附录Ⅰ 变速恒频变桨距风力发电机组主要参数 168

附录Ⅱ 轴向诱导因子a和周向诱导因子b的迭代计算方法 169

参考文献 170

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