前端調(diào)速型風機傳動鏈建模及轉(zhuǎn)矩控制策略研究.pdf

1、隨著電網(wǎng)中風電機組容量的不斷增大，電網(wǎng)對風電機組的并網(wǎng)要求也在不斷的提高。雙饋風電機組作為當今風電市場中的主要機型已無法滿足電網(wǎng)對風電機組的并網(wǎng)要求，其中主要包括低電壓穿越能力、有功功率調(diào)節(jié)能力、風電機組場內(nèi)無功補償能力等。這一現(xiàn)狀嚴重影響了風力發(fā)電的進一步開發(fā)利用。然而，如果風電機組中的雙饋發(fā)電機由同步發(fā)電機取代，則電網(wǎng)對風電機組的并網(wǎng)要求可以被滿足。
　　本文所研究的帶有變速比齒輪箱的前端調(diào)速型風機正是基于同步發(fā)電機的優(yōu)勢而提

2、出的。這款型風機能動態(tài)地調(diào)整風輪與發(fā)電機之間的傳動比使得發(fā)電機轉(zhuǎn)速維持在同步發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)。因此，傳統(tǒng)的同步發(fā)電機可被應用于這款風機中進而使這款風機能夠滿足電網(wǎng)對風電機組的并網(wǎng)要求。
　　本文首先對風機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理做了詳細的介紹。為了更準確的分析風機系統(tǒng)的主要特征，本文提出了考慮風輪到發(fā)電機之間傳動軸柔性的風機傳動鏈三質(zhì)塊模型，建立了基于第二類拉格朗日方程的風機傳動鏈動力學模型，并推導出了風機并網(wǎng)后的傳動鏈模型。

3、r>　　接下來，本文對該型風機最大功率跟蹤條件下的調(diào)速電機控制策略進行深入分析和研究，運用魯棒PI控制思路設計了調(diào)速電機轉(zhuǎn)矩控制策略，并從實現(xiàn)最優(yōu)控制角度設計了相應的控制參數(shù)。Matlab/Simulink仿真結(jié)果表明這種控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)對調(diào)速電機期望轉(zhuǎn)速的跟蹤并且能夠獲取最大功率。
　　此外，針對該新型風機，本文進一步探索了一種不依賴于風機系統(tǒng)參數(shù)的自適應調(diào)速電機轉(zhuǎn)矩控制方法。該方法通過了李雅普諾夫穩(wěn)定性證明和Matlab/Si