直驅(qū)型風力發(fā)電機組中央控制系統(tǒng)設計.pdf

1、在眾多可再生能源技術中,風電技術以綠色環(huán)保的優(yōu)勢發(fā)展迅速,但我國目前的控制系統(tǒng)通常是和風機設備一起從國外引進,其通用性和兼容性較差,所以對風力發(fā)電控制系統(tǒng)的研究顯得尤為重要。通過閱讀大量國內(nèi)外文獻和研究認為永磁同步發(fā)電機組具有結構簡單、低價高效、可靠性高等優(yōu)點是當下的熱門機型,因此其在風力發(fā)電行業(yè)市場上占有了越來越多的份額,本文就以該機型為基礎進行中央控制系統(tǒng)的創(chuàng)新設計。
　　中央控制系統(tǒng)是整個風機控制系統(tǒng)的核心,它與風機的每個部

2、件、每個系統(tǒng)都有密切的聯(lián)系,其主要任務就是確保風機能準確控制、安全穩(wěn)定的運行。風機大多數(shù)都在自然環(huán)境惡劣的地方工作、且無人看管,這就對中央控制系的可靠性和實用性提出了挑戰(zhàn),從目前的情況來看,現(xiàn)有的中央控制系統(tǒng)還沒有完全實現(xiàn)這一目標,本文以提高中央控制系統(tǒng)的可靠性和實用性為出發(fā)點,主要完成主控制器的研究設計,并在實驗硬件平臺上實現(xiàn),驗證設計的可靠性和實用性。
　　首先對風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的控制原理和系統(tǒng)結構進行說明,以風力發(fā)電機組

3、的拓撲結構的確定為基礎,制定了中央控制系統(tǒng)總體設計方案。根據(jù)風速和轉速在不同情況下的變化,劃分風機運行區(qū)域,進行區(qū)域控制管理,根據(jù)具體情況,確定中央控制系統(tǒng)的職能,制定出整個中央控制系統(tǒng)的控制策略。
　　其次,根據(jù)總體設計方案和整個中央控制系統(tǒng)的控制策略,在MATLAB仿真軟件Simulink環(huán)境下,對直驅(qū)型風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)進行了一系列的建模分析,驗證控制策略的可行性;研究最大風能捕獲過程,通過仿真分析對比不同的方法,得出本系

4、統(tǒng)的最大功率點跟蹤算法。
　　再次,對1.5兆瓦的直驅(qū)型風力發(fā)電機組中央控制系統(tǒng)的主控制器進行硬件及控制軟件設計,給出了主控制器的控制框圖和程序流程圖;由于主控制器的控制任務和工作環(huán)境對硬件性能要求非常高,因此選用風機專用的巴赫曼PLC作為主控制器,并配合上位機顯示控制功能實現(xiàn)硬件平臺搭建。
　　最后,在中央控制系統(tǒng)的硬件實驗平臺上,對風機中央控制系統(tǒng)主控制器進行了小功率原理性實驗,對主控制器進行驗證分析,建立主控制器與中央