大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的模糊控制研究.pdf

1、能源、環(huán)境是當(dāng)今人類(lèi)生存和發(fā)展所要解決的緊迫問(wèn)題。風(fēng)能是一種清潔無(wú)污染、儲(chǔ)量極為豐富的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用最重要的形式。大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電來(lái)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)并改善環(huán)境已成為能源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中的重要策略，得到各國(guó)政府的高度重視。 風(fēng)能具有能量密度低、隨機(jī)性強(qiáng)和不穩(wěn)定等特點(diǎn)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是多變量非線性不確定系統(tǒng)，精確的數(shù)學(xué)模型不易建立，因而常規(guī)PID控制方法難以取得滿意的控制效果。模糊控制是對(duì)難以建立精確數(shù)學(xué)模型的對(duì)象實(shí)施的一種有效

2、控制策略，因此本文研究模糊控制理論在大型變速變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制中的應(yīng)用。所做的主要工作歸納如下： 采用機(jī)理分析法建立大型變速變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各個(gè)部件的子模型，包括風(fēng)速、風(fēng)輪、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)模型，然后合成整個(gè)機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，并且將整機(jī)模型在MATLAB軟件的simulink環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。 在介紹模糊控制基本原理及模糊控制器設(shè)計(jì)與分類(lèi)的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出一種簡(jiǎn)化PID型模糊控制器。該模糊控制器只需兩個(gè)輸入變量和一個(gè)規(guī)則庫(kù)，大大

3、減少控制規(guī)則。為了驗(yàn)證簡(jiǎn)化PID型模糊控制器的性能，將其與PD及PI型模糊控制器進(jìn)行比較。仿真結(jié)果表明，在控制器參數(shù)選取相同的情況下，簡(jiǎn)化PID型模糊控制器的性能要優(yōu)于PD型和PI型模糊控制器。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率系數(shù)是槳距角和葉尖速比的非線性函數(shù)。本文提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功率系數(shù)建模，該模型能很好地?cái)M合功率系數(shù)。將簡(jiǎn)化PID型模糊控制器應(yīng)用于大型變速變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速控制和變槳距控制。在風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)異步發(fā)電