Повышение режимной управляемости ветроэнергетических установок с изменяемой геометрией лопастей регуляторами на нечеткой логике

• Автор: Зубова, Наталья Владиславовна
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1. Постановка задачи

1.2. Режимы и зоны работы ВЭУ

1.3. Основные принципы и задачи управления ВЭУ

1.3.1. Управление ВЭУ в режиме переменной скорости вращения и постоянном угле заклинения лопасти

1.3.2. Управление ВЭУ в режиме переменного угла заклинения

1.3.3. Управление ВЭУ в режиме переменной длины лопасти и постоянной скорости вращения ветроколеса

1.4. Оптимальное управление по комбинированному критерию:

энергетическая эффективность - усталостные нагрузки
1.5. Методы оптимального управления ВЭУ по критерию энергетической
эффективности
1.5.1. Методы оптимального управления с использованием нелинейной модели
1.5.2. Методы оптимального управления с использованием линейной модели
1.6. Интеграция ВЭУ в электрические системы
Выводы
2. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕОРИИ
НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ В КОНТУРЕ УПРАВЛЕНИЯ ВЭУ
2.1. Постановка задачи
2.2. Основные понятия теории нечетких множеств
2.2.1. Свойства нечетких множеств
2.2.2. Операции над нечеткими множествами

2.3. Применение теории нечетких множеств в системах регулирования
2.4. Основы нечеткой логики
2.4.1. Нечеткие логические операции
2.4.2. Системы нечеткого вывода
2.4.3. Основные алгоритмы нечеткого вывода
2.5. Практическое применение теории нечетких множеств к задачам
регулирован режимов работы ВЭУ
2.5.1. Алгоритм управления на основе нечеткой логики для регулирования скорости вращения ветроколеса
2.5.2. Алгоритм управления на основе нечеткой логики для коррекции положения гондолы
2.5.3. Алгоритм управления на основе нечеткой логики для изменения

угла заклинения лопасти
2.5.4. Алгоритм управления на основе нечеткой логики для изменения длины лопасти ветроколеса
Выводы
3. ЛОПАСТЬ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ
3.1. Постановка задачи
3.2. Аэродинамические характеристики лопасти
3.3. Лопасть переменной длины
3.4. Устройства регулирования потока
3.4.1. Микровыступы
3.4.2. Миниатюрные эффекторы заднего края (МПЕв)
3.4.3. Микроклапан
3.5. Результаты моделирования микроклапана в программном пакете ЕЮй
Выводы

4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ
4Л. Постановка задачи
4.2. Анализ структуры управления методом иерархий
4.3. Анализ приоритетности систем управления ВЭУ
Выводы
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЭУ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ ЛОПАСТИ
5.1. Постановка задачи
5.2. Моделирование ветрового потока в Simulink/Matlab
5.3. Моделирование аэродинамической части ветроэнергетической установки в Simulink/Matlab
5.4. Моделирование электрической части ветроэнергетической установки в Simulink/Matlab
5.5. Система управления ВЭУ на основе алгоритмов нечеткого вывода
5.6. Результаты моделирования системы повышения энергоэффективности ветроэнергетической установки
5.7. Увеличение выработки электроэнергии при нечетком управлении
режимами работы ВЭУ и применении лопастей переменной длины
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

О 5 10 15 20 25 30
рад/с
Рисунок 1.19- Изменение ХОР при изменении длины лопасти ВК При поддержании постоянного ср может возникнуть проблема выработки избыточной мощности, которую необходимо сбрасывать, либо уменьшать радиус ветроколеса. Реализовать сам процесс выдвижения и возвращения длины лопастей к исходному состоянию, при достижении скорости ветра номинального значения, удалось с помощью нечеткого контроллера.
1.4. Оптимальное управление по комбинированному критерию: энергетическая эффективность - усталостные нагрузки
Проблема оптимального управления, связанного с системой преобразования ветровой энергии состоит в оптимизации преобразования энергии, а именно в максимизации захватываемой энергии ветра. Это равносильно режиму турбины, когда оптимальному значению быстроходности соответствует максимальная величина Ср, как изображено на рисунках 1.20,а и 1.21 [9].