现代风电机组桨距控制技术

第1章 绪论 1.1 风电技术的研究意义 1.1.1 能源现状概述 1.1.2 发展风电的意义 1.2 风电控制技术及发展趋势 1.2.1 风电控制技术 1.2.2 风电控制技术发展趋势 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 1.3.1 变桨距风电机组桨距控制技术的研究现状 1.3.2 变桨距风电机组桨距控制技术的发展趋势 1.4 各章安排及主要内容 第2章 大型风电机组建模 2.1 引言 2.2 风速模型 2.2.1 平均风速模型 2.2.2 湍流风速模型 2.2.3 风剪切效应 2.2.4 塔影效应 2.2.5 风剪切和塔影效应共同影响下的风速模型 2.2.6 风力发电机风速校正模型 2.3 传动系统模型 2.4 空气动力学模型 2.5 风力发电机模型 2.5.1 直接耦合的鼠笼式感应发电机 2.5.2 控制定子的鼠笼式感应发电机 2.5.3 控制转子的双馈式感应发电机 2.6 桨距执行系统 2.7 风电机组整体模型 2.8 风电机组模型仿真分析 第3章 风电机组气动载荷分析及建模 3.1 引言 3.2 风电机组载荷分析及建模 3.2.1 风电机组载荷的分类 3.2.2 产生空气动力载荷不平衡的因素 3.2.3 风力发电机空气动力载荷建模 3.3 风力发电机气动载荷仿真分析 第4章 变桨距风电机组统一桨距*优功率控制 4.1 引言 4.2 反馈线性化基本原理 4.3 基于反馈线性化的统一桨距*优功率控制 4.3.1 风电机组仿射非线性系统状态方程 4.3.2 风力发电系统状态反馈精确线性化 4.3.3 非线性风电机组状态反馈*优控制律 4.3.4 非线性风电机组统一桨距*优功率跟踪控制策略 4.4 大型风电机组反馈线性化统一桨距*优功率控制仿真分析 第5章 基于数据驱动的变桨距风电机组独立桨距控制 5.1 引言 5.2 功率兼顾载荷平衡的独立变桨多目标控制 5.2.1 数据驱动控制简介 5.2.2 功率兼顾载荷平衡的独立变桨多目标控制 5.3 功率兼顾载荷平衡的独立变桨多目标控制仿真分析 第6章 基于反演控制的变桨距风电机组独立桨距控制 6.1 引言 6.2 反演控制设计概述 6.2.1 反演控制简介 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 6.3 风力发电机桨叶动力学建模 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 6.5 独立桨距角跟踪鲁棒自适应反演控制仿真分析 第7章 独立变桨算法大型风机降载应用 7.1 引言 7.2 载荷分析 7.3 分析工具介绍 7.4 算法简介 7.5 d-q变换介绍 7.6 LQG控制器／PI控制器 7.7 仿真结果说明 7.8 仿真结论 7.9 独立变桨系统物理器件介绍 7.10 独立变桨算法降低载荷 7.11 独立变桨对变桨执行机构的影响 第8章 变桨系统补偿方法在独立变桨中的使用 8.1 引言 8.2 风力发电技术的发展 8.3 变桨技术的发展 8.4 传统风力发电机控制研究 8.4.1 传统风力发电机控制策略概述 8.4.2 风力发电机模型建立 8.4.3 风力发电机静态曲线分析 8.4.4 转矩控制器的设计以及仿真验证 8.4.5 变桨控制器的设计以及仿真验证 8.4.6 结论 8.5 独立变桨控制研究 8.5.1 独立变桨概述 8.5.2 独立变桨风机模型建立 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 8.5.4 独立变桨控制策略研究 8.5.5 总结 8.6 变桨系统设计和优化 8.6.1 变桨系统分类和构成 8.6.2 变桨系统上位机补偿 8.6.3 变桨系统上位机补偿优化 8.6.4 结论 第9章 矢量控制算法研究 9.1 引言 9.2 永磁交流伺服系统控制理论的发展 9.3 永磁交流伺服控制系统的发展趋势 9.4 永磁同步电机的内部结构和种类 9.5 永磁同步电机控制中的坐标系 9.6 永磁同步电机控制中的数学模型 9.6.1 三相定子坐标系(A-B-C坐标系)上的模型 9.6.2 静止坐标系(α-β坐标系)上的模型 9.6.3 旋转坐标系(d-q坐标系)上的模型 9.7 永磁同步电机控制系统 9.7.1 永磁同步电机有传感器控制和无传感器控制 9.7.2 矢量控制 9.7.3 直接转矩控制 9.8 永磁同步电机建模与仿真 9.8.1 Matlab／Simulink软件 9.8.2 永磁同步电机的建模方法 9.8.3 PI控制模块的建模和仿真 9.8.4 坐标变换模块的建模和仿真 9.8.5 SVPWM模块的建模和仿真 9.8.6 电机与逆变器模块的建模和仿真 9.9 总结 附录 附录Ⅰ 变速恒频变桨距风力发电机组主要参数 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 参考文献