面向物理对象建模方法在风电机组建模中的应用研究

摘要

风力发电机组的建模与仿真研究,对于深刻理解风力发电系统工作原理及动态特性,优化风电机组的设计、制造和运行具有重要意义;是国内外风力发电研究的热点领域之一.本文研究了把面向物理对象建模方法应用于风力发电机组建模的问题.这种方法应用面向对象技术,以方程为描述对象的基础,建立的模型符合人们认识客观世界的规律,模块和模块之间的连接是和实际系统相同的物理连接.这些特性使得面向物理对象的建模方法可以方便地建立涉及多领域的复杂系统的模型.风力发电机组是一个复杂的、涉及多领域、多学科的系统,本文将上述建模方法引入到风力发电机组的建模中来,使用基于Modelica语言的仿真软件Dymola建立了风力发电系统的仿真模型,并构建了Dymola中风电系统的模型库.然后对定桨距风力发电机组在不同风速下起动过程的仿真结果进行分析,表明了此方法的有效性.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究现状及存在问题

1.2.1风力发电发展现状

1.2.2风力发电机组建模研究现状

1.2.3目前建模中存在的问题

1.3课题提出及论文的主要工作和创新点

1.3.1课题提出和论文主要工作

1.3.2本文的创新点

第二章面向物理对象建模方法的研究

2.1常用物理系统建模方法的总结

2.2面向物理对象建模方法的研究

2.2.1面向对象的方法

2.2.2 Modelica语言介绍

2.2.3面向物理对象建模方法的提出

2.2.4面向物理对象建模方法的优点

2.3小结

第三章风力发电机组的数学建模

3.1风力发电机组的分类

3.1.1定桨距风力发电机组

3.1.2变桨距风力发电机组

3.1.3变速恒频风力发电机组

3.2风力发电机组的数学建模

3.2.1风速数学模型

3.2.2风轮数学模型

3.2.3传动部分数学模型

3.2.4发电机的数学模型

3.3小结

第四章基于POOM的风力发电机组建模与仿真

4.1 Dymo la软件介绍

4.2构建Dymo la中风力发电系统的模型库

4.2.1风速模型

4.2.2风轮系统模型

4.2.3机械传动系统模型

4.2.4异步发电机模型

4.2.5 Dymola中风力发电机组模型库

4.3定桨距风力发电机组的仿真算例

4.3.1定桨距风力发电机组的仿真模型

4.3.2风速为恒值时的仿真

4.3.3风速具有渐变特性时的仿真

4.4小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

附录

致谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况