小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)主動偏航系統(tǒng)研制.pdf

1、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)是指小于10KW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在我國無電、缺電地區(qū)作為離網(wǎng)型電源被廣泛應(yīng)用。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)分為兩種:被動偏航系統(tǒng)和主動偏航系統(tǒng)。被動偏航系統(tǒng)是一種機(jī)械式不可控的自由對風(fēng)方式，偏航力矩小，對風(fēng)頻繁，對風(fēng)不穩(wěn)定且精度不高。主動偏航是一種電動或液動的可控對風(fēng)方式，偏航控制器通過采集風(fēng)信息來做出偏航?jīng)Q策，具有高度的靈活性和可控性，對風(fēng)準(zhǔn)確穩(wěn)定。本文針對小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，研制了一種主動偏航系統(tǒng)，研究主要從機(jī)械結(jié)

2、構(gòu)和控制系統(tǒng)兩方面展開，主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)分析研究了風(fēng)能特性、標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)況、極端風(fēng)況以及風(fēng)況預(yù)測。針對小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)主動偏航系統(tǒng)，用Simulink/Matlab建立了風(fēng)力機(jī)、風(fēng)速和風(fēng)向模型并仿真，探討了風(fēng)速和風(fēng)向?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率的影響。風(fēng)機(jī)偏航實(shí)質(zhì)是捕獲最大風(fēng)能。
　　 (2)從控制技術(shù)出發(fā)，分析了目前四種主要類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，重點(diǎn)分析研究了主動偏航系統(tǒng)和被動偏航兩種偏航系統(tǒng)的工作原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)及其優(yōu)缺點(diǎn)

3、。設(shè)計(jì)了一種適用于小型風(fēng)力發(fā)電的主動偏航機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)簡單可靠。設(shè)計(jì)中采用具有自鎖功能的蝸輪蝸桿，省去了偏航制動裝置，簡化了偏航機(jī)構(gòu)，降低了制造成本。
　　 (3)提出了新的偏航控制算法，設(shè)計(jì)了基于模糊控制的主動偏航控制系統(tǒng)。采用高頻率測風(fēng)、低頻率控制的策略，在控制周期內(nèi)計(jì)算主導(dǎo)風(fēng)向，提高對風(fēng)精度。通過綜合偏航角度計(jì)算，將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的多個變量轉(zhuǎn)化為模糊控制器的雙輸入變量。模糊控制器解決了主動偏航系統(tǒng)非線性問題。
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