| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 英文缩写对照表 | 第10-11页 |
| 符号表 | 第11-16页 |
| 1 绪论 | 第16-31页 |
| 1.1 背景 | 第16页 |
| 1.2 湍流风速下的风机最大功率点跟踪 | 第16-22页 |
| 1.2.1 风机MPPT的基本原理 | 第17页 |
| 1.2.2 风机MPPT的控制系统模型 | 第17-18页 |
| 1.2.3 风机MPPT控制的具体实现方法 | 第18-20页 |
| 1.2.4 湍流风速下的跟踪损失问题 | 第20页 |
| 1.2.5 考虑湍流的MPPT控制性能优化方法 | 第20-22页 |
| 1.3 考虑湍流频率影响的风电机组MPPT控制性能优化研究进展 | 第22-27页 |
| 1.3.1 风机MPPT的发展历程 | 第22-23页 |
| 1.3.2 挑战一:刻画影响最大风能捕获的湍流频率特征的单值指标 | 第23-24页 |
| 1.3.3 挑战二:明确湍流频率对风机MPPT的影响规律及机理 | 第24-25页 |
| 1.3.4 挑战三:提出考虑湍流频率的风机MPPT性能优化方法 | 第25-27页 |
| 1.4 本文的研究工作 | 第27-31页 |
| 1.4.1 本文研究内容 | 第27-29页 |
| 1.4.2 章节安排 | 第29-31页 |
| 2 风机MPPT研究与控制设计的数学模型 | 第31-38页 |
| 2.1 湍流风速模型 | 第31-32页 |
| 2.1.1 湍流强度 | 第31页 |
| 2.1.2 湍流积分尺度 | 第31-32页 |
| 2.1.3 功率谱密度 | 第32页 |
| 2.1.4 湍流风速的模拟 | 第32页 |
| 2.2 风机的气动模型 | 第32-33页 |
| 2.2.1 基于C_p-λ曲线的简化气动模型 | 第32页 |
| 2.2.2 基于叶素-动量理论的气动模型 | 第32-33页 |
| 2.3 传动链模型 | 第33-34页 |
| 2.4 最优转矩法及其优化策略模型 | 第34-36页 |
| 2.4.1 最优转矩法 | 第34页 |
| 2.4.2 减小转矩增益方法 | 第34-35页 |
| 2.4.3 收缩跟踪区间方法 | 第35页 |
| 2.4.4 恒带宽MPPT控制 | 第35-36页 |
| 2.5 基于FAST的风机仿真模型 | 第36-37页 |
| 2.6 小结 | 第37-38页 |
| 3 适用于风机MPPT研究的湍流频率刻画方法 | 第38-52页 |
| 3.1 基于周期风速的频率影响MPPT分析 | 第38-40页 |
| 3.1.1 同平均风速、湍流强度不同频率的定周期风速构造 | 第38-39页 |
| 3.1.2 定周期风速的频率对MPPT的影响 | 第39-40页 |
| 3.2 等效湍流频率指标的有效性分析与参数选取 | 第40-42页 |
| 3.2.1 等效湍流频率指标的有效性分析 | 第40-41页 |
| 3.2.2 等效湍流频率指标的可变参数合理选取 | 第41-42页 |
| 3.3 基于归一化功率谱密度的湍流频率刻画方法 | 第42-46页 |
| 3.3.1 功率谱密度描述湍流风速频率特征 | 第43页 |
| 3.3.2 基于平均功率频段分布的频率比较思路 | 第43-45页 |
| 3.3.3 湍流风速频率的比较与刻画方法 | 第45-46页 |
| 3.4 归一化功率谱低频段积分值指标的有效性验证 | 第46-50页 |
| 3.4.1 基于Kaimal谱构造湍流风速的验证分析 | 第46-48页 |
| 3.4.2 基于实测湍流风速的验证分析 | 第48-50页 |
| 3.5 湍流频率刻画指标的分析与比较 | 第50页 |
| 3.6 小结 | 第50-52页 |
| 4 湍流频率间接影响MPPT的规律与机理分析 | 第52-61页 |
| 4.1 风速频率间接影响MPPT的估算 | 第52-54页 |
| 4.1.1 MPPT效率对平均风速变化的敏感度受风速频率的影响 | 第52-53页 |
| 4.1.2 MPPT效率对湍流强度变化的敏感度受风速频率的影响 | 第53-54页 |
| 4.2 周期风速频率间接影响MPPT的仿真分析 | 第54-57页 |
| 4.2.1 MPPT效率对平均风速变化的敏感度受风速频率的影响 | 第54-56页 |
| 4.2.2 MPPT效率对湍流强度变化的敏感度受风速频率的影响 | 第56-57页 |
| 4.3 湍流频率对风机MPPT间接影响的仿真分析 | 第57-60页 |
| 4.4 小结 | 第60-61页 |
| 5 考虑湍流频率因素的风机最大功率点跟踪控制 | 第61-69页 |
| 5.1 湍流频率对跟踪区间设定的影响分析 | 第61-63页 |
| 5.2 考虑湍流频率因素的改进最优转矩法 | 第63-65页 |
| 5.2.1 最佳起始转速与风速特征指标关系的离线构建 | 第63-64页 |
| 5.2.2 功率曲线的起始转速的在线调整 | 第64-65页 |
| 5.3 仿真验证与分析 | 第65-68页 |
| 5.3.1 仿真模型及参数 | 第65页 |
| 5.3.2 CART3的最佳起始转速与风速特征指标的关系 | 第65-66页 |
| 5.3.3 不同MPPT方法的效率比较 | 第66-68页 |
| 5.4 小结 | 第68-69页 |
| 6 适用于变化湍流风况的风机自适应转矩控制 | 第69-81页 |
| 6.1 自适应转矩控制 | 第69页 |
| 6.2 风况变化对自适应算法的影响分析 | 第69-73页 |
| 6.2.1 有利于最大功率点跟踪的良好风况 | 第70-71页 |
| 6.2.2 风况变化影响自适应算法的机理分析 | 第71-72页 |
| 6.2.3 自适应算法搜索方向持续出错问题 | 第72-73页 |
| 6.3 适用变化风况的自适应转矩控制 | 第73-76页 |
| 6.3.1 湍流风况差异的综合刻画指标 | 第74页 |
| 6.3.2 自适应搜索过程中的停止与重启策略 | 第74页 |
| 6.3.3 改进自适应转矩控制的步骤 | 第74-76页 |
| 6.4 基于FAST的仿真验证 | 第76-79页 |
| 6.5 小结 | 第79-81页 |
| 7 基于风机动模实验平台的MPPT控制的实验验证 | 第81-88页 |
| 7.1 风机动模实验平台的介绍 | 第81-82页 |
| 7.2 考虑湍流频率因素的风机MPPT控制实验验证 | 第82-84页 |
| 7.3 适用于变化湍流风况的风机自适应转矩控制实验验证 | 第84-85页 |
| 7.4 第五章与第六章提出的两种改进方法的实验对比 | 第85-87页 |
| 7.5 小结 | 第87-88页 |
| 8 适应湍流风况变化的风能捕获量-载荷多目标优化MPPT控制 | 第88-100页 |
| 8.1 湍流风况变化对带宽设定的影响分析 | 第88-91页 |
| 8.1.1 风能捕获量与载荷的指标 | 第88-89页 |
| 8.1.2 随湍流风况变化在线调整带宽的必要性分析 | 第89-91页 |
| 8.2 风能捕获量-载荷多目标优化的最优转矩法 | 第91-93页 |
| 8.2.1 综合风能捕获量与载荷的性能指标 | 第91页 |
| 8.2.2 最佳带宽值与风速特征指标关系的离线构建 | 第91-92页 |
| 8.2.3 带宽的在线调整 | 第92-93页 |
| 8.3 仿真验证与分析 | 第93-99页 |
| 8.3.1 仿真模型及参数 | 第93-94页 |
| 8.3.2 CART3的最优带宽与风速特征指标的关系 | 第94-96页 |
| 8.3.3 不同MPPT方法的性能比较 | 第96-99页 |
| 8.4 小结 | 第99-100页 |
| 9 总结与展望 | 第100-102页 |
| 致谢 | 第102-103页 |
| 参考文献 | 第103-112页 |
| 附录 | 第112-113页 |
