双馈风电机组机电耦合影响及载荷主动控制研究
| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-9页 |
| 1 引言 | 第13-31页 |
| 1.1 风能利用发展趋势 | 第13-14页 |
| 1.2 风力发电系统发展概况 | 第14-16页 |
| 1.3 双馈风电机组面临的挑战 | 第16-17页 |
| 1.4 国内外研究现状 | 第17-27页 |
| 1.4.1 风力发电系统建模及载荷特性研究现状 | 第18-24页 |
| 1.4.2 多耦合影响研究 | 第24-26页 |
| 1.4.3 载荷主动控制研究 | 第26-27页 |
| 1.5 本文研究内容 | 第27-31页 |
| 2 风电机组机电数学模型 | 第31-67页 |
| 2.1 气动及结构动力学模型 | 第31-33页 |
| 2.2 多自由度传动链建模 | 第33-44页 |
| 2.2.1 传动链详细模型及质量块模型 | 第34-35页 |
| 2.2.2 多自由度模型 | 第35-40页 |
| 2.2.3 参数估计方法 | 第40-41页 |
| 2.2.4 仿真与验证 | 第41-44页 |
| 2.3 电气系统数学模型 | 第44-59页 |
| 2.3.1 并网双馈电机模型 | 第45-47页 |
| 2.3.2 机侧变流器控制模型 | 第47-49页 |
| 2.3.3 网侧变流器控制模型简化 | 第49-51页 |
| 2.3.4 中间直流环节及crowbar模型简化 | 第51-54页 |
| 2.3.5 电网等效模型 | 第54页 |
| 2.3.6 仿真与实验验证 | 第54-59页 |
| 2.4 转矩及变桨控制 | 第59-61页 |
| 2.5 联合仿真 | 第61-65页 |
| 2.5.1 联合仿真模型 | 第61-62页 |
| 2.5.2 联合仿真结果与实测结果对比 | 第62-65页 |
| 2.6 小结 | 第65-67页 |
| 3 双馈风电机组动态特性及耦合影响分析 | 第67-89页 |
| 3.1 传动链动态特性分析 | 第67-81页 |
| 3.1.1 正常发电工况传动特性分析 | 第67-71页 |
| 3.1.2 电磁暂态影响下传动特性分析 | 第71-74页 |
| 3.1.3 刚度对动态载荷及系统影响 | 第74-81页 |
| 3.2 桨叶及塔筒柔性对电气扰动影响 | 第81-85页 |
| 3.2.1 结构柔性对电气扰动影响分析 | 第81-82页 |
| 3.2.2 仿真研究 | 第82-85页 |
| 3.3 不同双馈电机模型对动态载荷分析影响 | 第85-87页 |
| 3.4 小结 | 第87-89页 |
| 4 电压跌落故障下机组耦合特性分析 | 第89-107页 |
| 4.1 电压跌落下的变流器控制策略 | 第89-93页 |
| 4.1.1 参考信号给定模型 | 第91-92页 |
| 4.1.2 低电压穿越时的无功支撑 | 第92-93页 |
| 4.2 变流器控制策略对传动链影响分析 | 第93-100页 |
| 4.2.1 crowbar投切影响 | 第93-95页 |
| 4.2.2 不同功率恢复速度影响 | 第95-97页 |
| 4.2.3 电压小幅值跌落下不同控制策略影响 | 第97-98页 |
| 4.2.4 不对称跌落对高速轴扭矩影响 | 第98-100页 |
| 4.3 电压对称跌落下的机组耦合振动特性 | 第100-105页 |
| 4.3.1 定风速小幅值跌落 | 第100-102页 |
| 4.3.2 湍流风下电压深度跌落 | 第102-105页 |
| 4.4 小结 | 第105-107页 |
| 5 特殊工况下机组载荷主动控制研究 | 第107-143页 |
| 5.1 控制目标及机组线性模型 | 第108-114页 |
| 5.1.1 控制目标分析 | 第108-109页 |
| 5.1.2 机组线性模型 | 第109-114页 |
| 5.2 基于LQG的转矩及变桨控制 | 第114-119页 |
| 5.2.1 离散型kalman观测器及补偿控制 | 第114-116页 |
| 5.2.2 LQR控制增益及稳态分析 | 第116-119页 |
| 5.3 刚度及惯量不确定性影响分析 | 第119-125页 |
| 5.3.1 刚度及惯量对观测器影响 | 第119-124页 |
| 5.3.2 刚度及惯量对LQR调节影响 | 第124-125页 |
| 5.4 双KALMAN观测器设计 | 第125-129页 |
| 5.4.1 可辨识性分析 | 第125-126页 |
| 5.4.2 双kalman滤波观测器 | 第126-129页 |
| 5.5 仿真验证 | 第129-142页 |
| 5.5.1 阵风下变桨补偿控制 | 第129-131页 |
| 5.5.2 转矩及变桨的协同控制 | 第131-138页 |
| 5.5.3 低风速下的转矩补偿控制 | 第138-139页 |
| 5.5.4 刚度及惯量不确定性对控制效果影响 | 第139-142页 |
| 5.6 小结 | 第142-143页 |
| 6 结论与展望 | 第143-147页 |
| 6.1 结论 | 第143-144页 |
| 6.2 研究展望 | 第144-147页 |
| 参考文献 | 第147-157页 |
| 附录A | 第157-161页 |
| 附录B | 第161-163页 |
| 附录C | 第163-165页 |
| 附录D | 第165-167页 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第167-171页 |
| 学位论文数据集 | 第171页 |
