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文檔簡介
1、相較于陸上風(fēng)力發(fā)電,海上風(fēng)力發(fā)電因具有不占用土地資源、風(fēng)資源豐富且靠近電力負(fù)荷中心等優(yōu)勢,近年來得到各國大力發(fā)展。然而隨著潮間帶及近海區(qū)域風(fēng)電資源開發(fā)強(qiáng)度逐漸飽和,以及沿海地區(qū)環(huán)境保護(hù)呼聲的日益強(qiáng)烈,今后海上風(fēng)電從潮間帶和近海走向深海將是必然趨勢。漂浮式風(fēng)電機(jī)組作為一種安裝在浮式平臺的風(fēng)力機(jī)為風(fēng)力發(fā)電從近海走向遠(yuǎn)海提供了一種可行的方案。然而,對于漂浮式風(fēng)電機(jī)組,其所受的外界載荷和系統(tǒng)模型比陸上和近海風(fēng)電機(jī)組更加復(fù)雜。因此,迫切需要先進(jìn)的
2、控制方法以保證漂浮式風(fēng)電機(jī)組在復(fù)雜的外界載荷和系統(tǒng)模型不確定性的條件下不僅能保持功率的平穩(wěn)輸出,同時(shí)也能在一定程度上抑制變槳控制對浮臺運(yùn)動(dòng)的影響。此外,風(fēng)電機(jī)組在這種條件下運(yùn)行,其執(zhí)行器、傳感器出現(xiàn)故障的概率會(huì)相應(yīng)升高,嚴(yán)重影響風(fēng)電機(jī)組的可靠性和功率的平穩(wěn)輸出。有鑒于此,論文將以深海漂浮式風(fēng)電機(jī)組在無故障和故障情況下功率的平穩(wěn)輸出為主要目標(biāo)展開研究,完成的主要研究工作有:
?、俳⑵∈斤L(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)模型。
論文在漂浮式
3、風(fēng)電機(jī)組基本動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)之上,分別建立了其主要部分的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)風(fēng)電機(jī)組空氣動(dòng)力性能特點(diǎn),建立了風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的廣義非線性數(shù)學(xué)模型;根據(jù)浮式平臺結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能特點(diǎn),建立了漂浮式風(fēng)力機(jī)有限自由度的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型;針對風(fēng)電機(jī)組槳距系統(tǒng),分別建立了槳距系統(tǒng)的無故障情況下的二階數(shù)學(xué)模型、執(zhí)行器故障模型和傳感器故障模型。
②設(shè)計(jì)在無故障情況下漂浮式風(fēng)電機(jī)組變槳控制策略。
論文針對漂浮式風(fēng)電機(jī)組存在的風(fēng)、浪、流作為外部擾動(dòng)引起的
4、復(fù)雜載荷以及模型不確定性的問題,設(shè)計(jì)一種基于自動(dòng)擾動(dòng)補(bǔ)償(ADR)的海上漂浮式風(fēng)電機(jī)組變槳控制策略。該控制器的控制目標(biāo)是在保證輸出功率平滑的前提下避免由功率調(diào)節(jié)造成浮臺俯仰運(yùn)動(dòng)的加劇。利用美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)提供的高仿真度非線性風(fēng)力機(jī)模型(FAST),結(jié)合Matlab/Simulink進(jìn)行控制策略的仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明,與增益調(diào)度PI控制策略相比,所提方法具有更好的功率控制效果。
?、墼O(shè)計(jì)在槳距系統(tǒng)故障情況下漂浮式風(fēng)電
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