基于能量的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)魯棒自適應(yīng)控制研究.pdf

1、面對(duì)當(dāng)前全球生態(tài)環(huán)境不斷惡化和石化能源日益短缺的趨勢(shì)，新能源的開(kāi)發(fā)和利用受到了全世界的關(guān)注與重視。目前，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由于發(fā)電效率高、運(yùn)行可靠性高、故障率低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。然而，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有強(qiáng)非線性、高度不確定性等特點(diǎn)，采用現(xiàn)代控制手段設(shè)計(jì)有效的、便于應(yīng)用的控制策略對(duì)提高風(fēng)能利用效率、改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。本文采用Hamilton系統(tǒng)理論對(duì)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基于能量的魯棒

2、自適應(yīng)控制問(wèn)題進(jìn)行研究，取得了如下研究成果：
　?。?）針對(duì)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，分析了整體結(jié)構(gòu)，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)主要組成部分的結(jié)構(gòu)，以此為基礎(chǔ)建立了風(fēng)力機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、永磁同步發(fā)電機(jī)、槳距角控制機(jī)構(gòu)等的數(shù)學(xué)模型。
　?。?）研究了額定風(fēng)速以下基于能量的永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能捕獲問(wèn)題。首先，建立了系統(tǒng)的不確定動(dòng)態(tài)模型并將其轉(zhuǎn)化為Hamilton系統(tǒng)模型；然后設(shè)計(jì)反饋控制律實(shí)現(xiàn)Hamilton函數(shù)的重構(gòu)和期望平衡點(diǎn)的配置；最

3、后基于系統(tǒng)的能量和結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)了魯棒自適應(yīng)控制器實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲。仿真結(jié)果表明：當(dāng)存在參數(shù)攝動(dòng)以及外界干擾時(shí)，本文所提出的控制器能夠在隨機(jī)風(fēng)速下實(shí)現(xiàn)風(fēng)能最大捕獲。
　　（3）為了保證整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)額定風(fēng)速以上安全運(yùn)行，研究了基于能量的永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)恒功率控制問(wèn)題。首先，通過(guò)將變槳距控制環(huán)節(jié)與永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)建立了變槳距控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；然后，設(shè)計(jì)了狀態(tài)反饋控制器將系統(tǒng)的平衡點(diǎn)配置在期望的運(yùn)行點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)