風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建模與優(yōu)化控制研究.pdf

1、風(fēng)能作為新型的可再生清潔能源，其開發(fā)和利用越來越受到重視。風(fēng)力發(fā)電的重要性也與日俱增。由于自然風(fēng)的隨機(jī)性，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率呈現(xiàn)隨機(jī)的波動性，使得向電網(wǎng)輸出的電能質(zhì)量下降，并且對電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。本文針對這一現(xiàn)象，建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其控制系統(tǒng)的模型，在此基礎(chǔ)上，對機(jī)組輸出功率的優(yōu)化及其穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容包括：
　　首先，建立雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)理模型。本文將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分為風(fēng)力機(jī)、傳動系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)和變頻

2、器四大部分，然后對各部分特性進(jìn)行研究并分別建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。
　　第二，建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制模型。首先對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運行過程進(jìn)行深入分析，把機(jī)組的運行過程分為四個主要運行區(qū)域，然后針對各運行區(qū)域的特點，分別建立最大功率追蹤控制、變槳距控制、變頻控制和并網(wǎng)控制模型，在此之上將機(jī)組的機(jī)理模型和控制模型相結(jié)合構(gòu)成完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)模型，為控制策略的改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。
　　第三，針對基本控制策略存在的不足，提出了一種優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組輸出

3、功率的方法。該方法是在基本控制策略的基礎(chǔ)上，在變槳控制器中，綜合考慮轉(zhuǎn)速控制和功率控制，在變槳距機(jī)構(gòu)動作之前，先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，以減緩風(fēng)速突變對輸出功率的影響；在轉(zhuǎn)矩控制器中引入轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償器，使轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)更加迅速，并且通過在轉(zhuǎn)矩給定值之前加入一個加權(quán)平均限制器，以減小轉(zhuǎn)矩給定值隨風(fēng)速發(fā)生的突變。并通過仿真驗證，比較了策略改進(jìn)前后的控制效果，結(jié)果表明：改進(jìn)控制策略使機(jī)組的輸出功率更為穩(wěn)定平滑，減小了對電網(wǎng)的沖擊。
　　最后