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摘要随着风力发电机组的容量逐渐增加，重量不断减轻，其零部件的柔度不断加大，机组运行控制过程中由载荷引发的振动和疲劳损伤问题日益受到重视。现有关于风机最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）控制策略的研究关注的重点是如何通过改进控制策略实现更高的风能捕获效率，却忽略了MPPT控制对风机载荷影响的分析。本课题针对常用的最优转矩控制及相关改进控制策略，应用Bladed软件仿真比较不同的改进最优转矩控制策略相对于传统方法控制下风机关键部位载荷大小的差异。通过验证改进的控制策略能否在提高风能捕获效率的同时而不造成风机载荷增大，使得对MPPT控制策略控制效果的检验更加合理，对控制策略在实际应用方面的表现具有一定的参考意义。19179
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关键词 变速风电机组 最大功率点跟踪控制 风机载荷 Bladed外部控制器
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title Research on the Effects of Maximum Power Point Tracking Control in Wind Energy Conversion Systems on Wind Turbine Loads
Abstract
With the development of wind power technology, components and parts in wind energy conversion systems (WECS) are designed to be more flexible. Consequently, attention should be paid to vibration and fatigue caused by the loads on wind turbine when studying the control strategy of WECS. Most of the existing researches on maximum power point tracking (MPPT) strategy focus on the efficiency of wind energy capture whereas the effects of MPPT control on the load of wind turbine are neglected. Therefore, the conventional optimal torque control, which is commonly used for tracking the maximum power point of wind turbine,and another three improved control methods——adaptive torque control, the reduction of tracking range and torque control based on effective tracking range are chosen as the research objects in this thesis. Simulation studies are conducted in GH Bladed to discover the difference of the moments on important parts of the turbine under different control strategies. The research on the effects of maximum power point tracking controls on wind turbine loads is of great significance to the practical application of these control strategies.
Keywords variable speed variable pitch maximum power point tracking wind turbine load bladed external controller
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 风电机组及其载荷控制综述 1
1.3 研究目的 4
1.4 论文主要内容 5
2 变速变桨距型风电机组控制原理 6
2.1 风机能量转换的基本原理 6
2.2 变速变桨距型风电机组的基本特性及运行控制 7
2.3 本章小结 10
3 变速风电机组的MPPT控制策略 11
3.1 最优转矩控制 11
3.2 自适应转矩控制 12
3.3 收缩跟踪区间控制 13
3.4 有效跟踪区间控制 14
3.5 本章小结 17
4 风电机组载荷分类及计算要求 18
4.1 风电机组载荷的主要类型 18
4.2 载荷计算说明 18
4.3 本章小结 21
5 MPPT控制策略影响风电机组载荷的仿真研究 22
5.1 基于GH Bladed软件的时域仿真 22
5.2 MPPT控制策略风能捕获效率的比较 26
5.3 不同MPPT控制策略下风机关键部位载荷的仿真比较 27