3.1.2 机械传动系统模型 15

3.1.3 异步发电机模型 16

3.1.4 变桨距模糊控制器设计 17

3.2  风力发电机组控制系统仿真 23

3.3  本章小结 30

结  论 32

致  谢 33

参 考 文 献 34

附录A: 35

1  绪论

1.1  课题的背景和研究意义

能源和环境是人类生存与发展的物质基础，但现代社会对常规能源的普遍应用，能源枯竭和环境污染问题日趋严重，开发可再生能源，实现能源的可持续发展，是世界各国能源发展的重大举措。风能、太阳能、潮汐能、水力等可再生能源日益受到人们的重视。其中储量丰富，资源分布广阔，环保且无污染的风能，作为一种最具发展潜力且商业化运行最为成熟的可再生能源逐渐占据了重要地位。

风能作为一种新的、安全可靠的、区别于传统能源的洁净新能源，它的优点主要包括：（1）风力发电环保效益较好，不会产生任何的废弃物和有害气体，风能是一种清洁的可再生能源；（2）风力发电厂建设周期较短，可多台安装，互不干涉；（3）风电机组占地面积较小，虽然风电场占地较大，但风电机组底座基础使用面积很小，基本不影响农业和畜牧业的正常生产，而且风电场大多建在土地利用率较低的地方，如荒滩、山地等。由此可见，风力发电具有较好的经济效益和社会效益，各国也都在大力发展风力发电技术。

我国经过30多年的发展，风力发电技术日益成熟，由原来的中小型风力发电机组逐渐向大型化发展，然而随着风力发电机组的大型化发展，风电机组承受的气动载荷也愈来愈显著，这就需要有较好的控制系统来完善风电技术。因此，深入研究风力发电变桨距控制技术对我国持续发展风能、实现大型风电机组国有化具有重要意义。

1.2  国内外风电发展现状

1.2.1  国内风电发展现状

1.2.2  国外风电发展现状

1.4  论文的主要内容及安排

本文的研究对象是风力发电变桨距控制系统。变桨距控制系统有统一变桨距和独立变桨距两种方式，本文侧重研究风力发电的基本理论和变桨距调节的控制策略。

第一章 简要介绍了课题背景和意义、风电机组现状、风电技术现状及发展趋势，本章节的主要目的是：对风力发电机系统有个整体的初步的了解和认识。

    第二章 首先对风电机的基本结构形式、风电机的分类方法以及风力发电机组的工作原理进行简要介绍，接着对空气动力学原理进行基本的认识和了解，并引出了风能利用系数这一概念，最后对风电机组变桨距控制原理进行分析研究。

    第三章 首先基于前面章节的理论和优化思想研究建立风力发电机组的数学模型仿真得到相关的理论数据，接着介绍了模糊控制的相关知识，基于仿真得到的理论数据和风电机组的变桨距控制经验具体而详细的设计了风电机组的模糊控制器，结合风电机组数学模型和变桨距控制器组成变桨距风力发电系统模型，最后在不同风速条件下，对风电机组进行仿真，得出仿真数据。

    最后是结论，根据仿真数据得出结论，并对本文的研究内容进行了总结和概括。