摘要：风能是不恒定的，并且风车的输出和风速的立方是成正比的，这会导致风力涡轮发电机（风力发电机组）产生功率波动。为了减少波动，可以改变风车叶片的桨距角来控制波动。在以往的工作中，我们使用最小方差来控制桨距角，从而实现功率的调整。然而，只有达到额定风速的地区才能达到稳定的输出。本文提出了一种控制方法，其是基于平均风速和标准偏差风速之间的桨距角控制来管理风电机组的工作。通过实际的风力发电系统的仿真模型，我们发现该方法是有效的。27703
近年来,人们对能源电力系统的环境效益和燃料储蓄所产生的经济效益有了越来越多的兴趣。但是因为风能是不恒定的，而且风车输出是正比于风速的立方，所以其产生的功率会使涡轮发电机有波动。如果风力发电机组的电源容量很小很小,那么电源所引起的波动是不会影响输出波动的。但是，如果风力发电机组的电源容量很大，那么电力系统的频率波动将增加。风力电厂的风电机组需要平稳的输出功率，所以风力发电机组产生的风电场现象已经是首要解决问题。近日，储能发电系统已被提出适用，但是这种系统是十分昂贵的。在此系统中，电子转换器被设置在双馈感应发电机和电网之间。这种风力发电机可以改变转子转速，并且可以吸收一部分的输出波动转换为动能，而且通过控制发电机的转矩，电子转换器可以最大限度地转换能量。大型风力电厂在不久将来会增加，所以输出功率波动对风电机组的影响就变得非常重要。
本文DFIG的建模中，转子和定子通过由两个用直流链接的背靠背电源变换器连接而成，通过控制转子侧变换器来达到控制风机转速的控制策略。而通过电网侧变换器对进入背靠背式变换器系统的直流环节的有功功率和电网间交换的有功功率进行平衡。通过搭建MATLAB／simulink的模型，仿真结果验证了控制策略的正确性，为下一步硬件平台搭建已经实现打下基础。
毕业论文关键词： 广义预测控制；输出功率波动；桨距角的控制中；风力涡轮发电机
Output Power Leveling of Wind Turbine Generator for All Operating Regions by Pitch Angle Control
Abstract：Wind energy is not constant and windmill output is proportional to the cube of wind speed, which causes the generated power of wind turbine generators (WTGs) to fluctuate. In order to reduce fluctuation, different methods are available to control the pitch angle of blades of windmill. In a previous work, we proposed the pitch angle control using minimum variance control, and output power leveling was achieved. However, it is a controlled output power for only rated wind speed region. This paper presents a control strategy based on average wind speed and standard deviation of wind speed and pitch angle control using a generalized predictive control in all operating regions for a WTG. The simulation results by using actual detailed model for wind power system show the effectiveness of the proposed method.
The DFIG model in this paper, rotor and stator connect with two back-to-back power converters, we control the rotor side converter to change the speed of the DFIG. Through the platform of MATLAB/Simulink model, the simulation results verify the correct of the control strategy has been implemented.
Keywords：Generalized predictive control；output power fluctuation； pitch angle control； wind turbine generator (WTG)
目录
1绪论 5
1.1题的背景和意义 5
1.2国内外的研究现状 5
1.3风力机发电系统的优点  7
1.4本文的主要内容 8
2风力机的基本理论 8
2.1风力机发电系统的组成部分 8
2.1.1  风能的基本计算公式9
2.1.2  Betz理论10
2.1.3  风力机的特征参数 10 MATLAB基于双馈电机的风电系统设计:http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_22265.html