風(fēng)力發(fā)電機(jī)組新型傳動(dòng)系統(tǒng)及變速變槳距控制策略優(yōu)化.pdf

1、當(dāng)環(huán)境能源成為如今人類(lèi)生存發(fā)展所面臨的緊要問(wèn)題，風(fēng)能因其無(wú)污染和可再生的特點(diǎn)得到了各國(guó)的普遍認(rèn)可。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正朝著大功率、高效率、高可靠性的方向發(fā)展，因此傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的研究得到了廣泛的關(guān)注。本文中新型傳動(dòng)系統(tǒng)是由行星輪系和液力變矩器構(gòu)成的，對(duì)液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)功率的分流，就能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)速的變速輸入、恒速輸出，解決了由于風(fēng)載荷的隨機(jī)性而引起的風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓變化的問(wèn)題。變槳距控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲、載荷的減小以

2、及使用壽命的延長(zhǎng)。風(fēng)能的最大捕獲和載荷的最小化是兩個(gè)相互矛盾的要素，本文所研究的優(yōu)化控制策略，在這兩者之間達(dá)到平衡。本文研究的內(nèi)容主要包括：
　?、僭诜治隽藗鲃?dòng)系統(tǒng)及不同類(lèi)型液力變矩器的特點(diǎn)后，本文采用導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的高效率，變速輸入、恒速輸出的特點(diǎn)。為了深入研究新型傳動(dòng)系統(tǒng)，在行星齒輪傳動(dòng)理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用流體力學(xué)能頭理論建立新型傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。并提出了一種新的功率分配計(jì)算方法，使功率分流模型

3、不只局限于靜態(tài)條件下，考慮了實(shí)際運(yùn)行中的風(fēng)速變化等問(wèn)題，所建立的功率分流模型更加準(zhǔn)確，這樣才能使新型傳動(dòng)系統(tǒng)更加符合整體匹配的原則。
　?、趯?duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行了空氣動(dòng)力學(xué)的研究，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的槳距控制方法和策略優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組常用控制策略，以此為基礎(chǔ)，提出了一種綜合性能的優(yōu)化控制策略。該控制策略擴(kuò)大了過(guò)渡區(qū)的范圍，很好的解決了最大風(fēng)能捕獲和最小機(jī)械負(fù)荷之間的平衡問(wèn)題。
　?、刍赑ID控制理論、模糊控制理

4、論和單神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)理論的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合各控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組新型傳動(dòng)系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊 PID控制器，以及變速變槳距優(yōu)化控制策略三種不同風(fēng)速下的控制器平滑過(guò)渡方案。對(duì)于優(yōu)化控制策略過(guò)渡區(qū)，使用了自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力較強(qiáng)的單神經(jīng)元模糊控制器進(jìn)行控制。
　?、軕?yīng)用MATLAB/SIMULINK建立了傳動(dòng)系統(tǒng)以及變槳距系統(tǒng)仿真的模型。仿真結(jié)果表明，自適應(yīng)模糊控制器控制效果強(qiáng)于常規(guī)PID，變槳距控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也獲得了