导　　师： 陈思哲

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 海上风电具有风速高、湍流强度小、风速风向稳定等优点。高压直流输电可实现电能的远距离大容量传输,与高压交流输电相比更适用于海上风电场的并网。变速风电机组经高压直流输电并网时,风力发电机产生的电能需先经过交-直-交变换进入交流母线,再经过交-直变换进入直流母线。如果采用高压直流输电变流器直接控制多台变速风电机组,可大幅降低电力电子装置的成本,同时减少电能多次变换导致的损耗。然而,由于风电场中各台风力机处的风速存在差异,风电机群集中控制方式将导致一定的风能损失。针对这一问题,本文从空气动力学特性出发,通过对风能利用率曲线的分析,提出了一种新的功率优化控制方法,其主要工作包括以下几项。首先阐述了本课题的研究背景及意义,在讨论笼型异步发电机数学模型和等效电路的基础上构建了按转子磁场定向的矢量控制系统,并对矢量控制系统中存在动态耦合的两个电流分量进行了解耦控制,进而运用工程整定方法对解耦系统中各个控制器的参数进行了设计。然后从风力机数学模型出发,简要分析了风电机群集中控制的理论思想,并详细介绍了一种基于曲线拟合的转速单变量优化的最大风能输出控制方法。在分析风能利用率曲线的基础上得出了现有优化算法的不足,提出可通过对风电机群同一转速和全体风力机桨距角的协调控制,提高集中控制变速风电机群的输出功率,并设计了一种粒子群优化算法。同时针对最大风能输出控制过程中,风电机群中风速过高的风电机组输出功率超过额定值的情况,提出可引入罚函数判断机制对各台风力机的输出功率目标函数进行约束,从而避免风速过高的风力机输出功率超过额定值,并设计了一种带罚函数的差分进化算法。最后,对基于曲线拟合的转速单变量优化算法和�

关 键 词： 风电机群 笼型异步发电机 粒子群算法 差分进化算法 最大风能捕获

领　　域： []