风力发电系统功率控制与载荷抑制技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1风力发电的发展背景 1

1.1.1发展清洁能源，筑建绿色家园 1

1.1.2风能的开发利用 2

1.2风力发电的现状 3

1.2.1全球风力发电的现状 3

1.2.2我国风力发电的现状 5

1.3风力发电系统中的控制技术 6

1.3.1风力发电系统的基本控制目标 6

1.3.2功率控制技术的研究现状 7

1.3.3载荷抑制策略的研究现状 9

1.4本章小结 10

第2章 风力发电系统建模及运行特性分析 11

2.1风力发电系统组成及常用结构 11

2.1.1恒速运行机组结构 12

2.1.2有级变速运行机组结构 13

2.1.3带部分功率变换结构 13

2.1.4带全功率变换结构 14

2.1.5本书实例分析中采用的机组结构 14

2.2风速模型 15

2.2.1平均风速模型 16

2.2.2湍流风速模型 17

2.3风力发电系统模型的建立 18

2.3.1风力机的空气动力学 18

2.3.2传动链模型 19

2.3.3电气子系统模型 20

2.3.4风力发电系统的模型 21

2.4风力发电系统特性分析 22

2.5本章小结 26

第3章 风力机特性模拟技术 27

3.1风力机模拟的必要性 27

3.2风力机模拟系统原动机的选取 28

3.2.1直流电动机 28

3.2.2异步电动机 29

3.2.3永磁同步电动机 29

3.2.4三种电动机的简单比较 29

3.3风力机的模拟 30

3.3.1风力机的静态模拟 30

3.3.2风力机的动态模拟 31

3.3.3转速加速度的计算方法 32

3.4风力机模拟系统的设计 36

3.4.1硬件设计 36

3.4.2软件设计 38

3.5本章小结 39

第4章 变速风力发电系统的功率控制技术 40

4.1风力发电系统功率控制概述 40

4.2低风速区的最大功率点跟踪控制策略研究 41

4.2.1MPPT基本策略原理分析 41

4.2.2新型最大功率点跟踪控制策略 45

4.2.3MPPT跟踪速度分析及跟踪系统带宽恒定方法 53

4.3高风速区限转速及限功率控制策略研究 61

4.3.1恒转速控制策略 62

4.3.2恒功率控制策略 63

4.4全风速功率控制策略实验研究 71

4.5风力发电系统的智能控制技术初探 72

4.5.1自适应模糊控制技术 73

4.5.2单神经元控制技术 88

4.6本章小结 89

第5章 变速定桨风力发电系统的载荷抑制技术 91

5.1风力发电系统承受的传动链载荷 91

5.1.1载荷分类及其定义 91

5.1.2载荷的相互影响关系 95

5.2瞬态载荷的优化控制技术 96

5.2.1瞬态载荷与MPPT系统带宽关系分析 96

5.2.2MPPT带宽优化选取原则 97

5.3气动载荷的抑制技术 98

5.3.1系统阻尼分析 99

5.3.2阻尼注入后系统性能分析 100

5.3.3阻尼注入方法 102

5.4定桨距机组的过渡载荷抑制技术 108

5.4.1过渡载荷的测试 108

5.4.2软失速控制策略 109

5.4.3软失速控制运行性能实验研究 111

5.5小功率机组高频载荷抑制技术 114

5.5.1高频载荷抑制原理分析 115

5.5.2一种简单的高频载荷抑制方法 117

5.5.3高频载荷抑制策略实验分析 118

5.6本章小结 120

第6章 10kW离网风力发电系统研制实例 121

6.1 10kW离网风力发电系统设计要求 121

6.2系统总体设计 122

6.3主功率电路设计 123

6.3.1交错并联Boost变换器 123

6.3.2Buck/Boost双向直直变换器的设计 124

6.3.3逆变器的选择 125

6.3.4偏航与制动电机驱动器设计 125

6.4离网风力发电系统的功率控制与能量管理策略 126

6.4.1机组工况分析 127

6.4.2能量管理策略 128

6.5辅助控制系统设计 130

6.5.1启动与停机控制 130

6.5.2自动偏航控制 131

6.5.3自动解缆控制 132

6.6离网风力发电系统实验研究 133

6.7本章小结 134

参考文献 135

附录 143

附录一：风力发电系统实验平台与数据检测系统图 143

附录二：程序流程图 144

附录三：功率谱密度MATLAB计算方法 147

附录四：Boost和BDC电感磁芯设计方法 148