风力发电机组变桨距控制系统方案设计及应用

摘要

基于变桨调节的功率控制技术已广泛应用于现代风力发电机组，以提高风能捕获效率、降低载荷并改善电能质量，随着风电机组功率等级及风轮直径的不断增加，变桨系统性能日益成为影响整机发电性能及安全性的重要因素。实际应用中，风电机组参数不确定性、外部扰动及复杂非线性因素将对变桨系统的跟踪性能带来不利影响，因此研究先进变桨距控制策略及其实现具有重要意义。
　　论文综述了国内外风电机组变桨系统的研究现状、应用情况及存在的问题，简要分析了风电机组基本运行原理及功率控制方法。该系统的硬件平台是ECSxA系列变桨变频器，其核心的控制部分是通过非线性的PID变桨算法实现的。通过以上的软硬件设计，实现了在兆瓦级风力发电机组上效果较好的变桨距控制。将以上研发的变桨距系统应用到1.65MW变速恒频风电机组控制系统及变流器系统中，并进行了长期的工作现场试验，得到的结果是：该变桨距系统能够实现风电场风电机组的快速、平滑变速，使得输出功率曲线更加平稳，并有效提高了机组最大风能捕获的性能。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 风力发电行业综述

1.3 风力发电机组控制技术

1.4 研究目的与主要工作

第2章 风力发电机组变桨距控制理论研究

2.1 空气动力学理论

2.2 风力发电机组的基本组成

2.3 双馈型风力发电机组控制运行原理

2.4 本章小结

第3章 变桨距系统技术方案

3.1 总体技术方案说明

3.2 详细技术方案

3.3主要功能实现方案

3.4本章小结

第四章 变桨距控制算法设计

4.1 非线性PID控制器设计原理

4.2 变桨距系统非线性PID控制器设计

4.3 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 系统运行情况

5.2 技术性能指标

5.3 执行标准

5.4 与国内外同类产品比较优势

5.5 存在的问题及解决方案

参考文献

致谢

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