風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的混雜控制技術(shù)研究.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterHybridControlTechnologyResearchofWindPowerGenerationSystemByHuaweiLiSupervisor：ProfTiejunChenControlTheoryandControlEngineeringSchoolofElectricalEngineeringMay2014

2、摘要摘要隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源和環(huán)境問題已經(jīng)成為世界各國最為關(guān)心的問題之一。風(fēng)力發(fā)電以其環(huán)保無污染、發(fā)展前景大、可開發(fā)性強(qiáng)和風(fēng)能儲(chǔ)存量大等優(yōu)點(diǎn)，備受各國的高度重視，風(fēng)力發(fā)電的控制技術(shù)也因此得到了快速的發(fā)展。由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)涉及空氣動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制理論、機(jī)械傳動(dòng)理論、電機(jī)學(xué)等多門學(xué)科，且因風(fēng)能隨機(jī)性、突變性等多種不穩(wěn)定因素的存在，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制問題極其復(fù)雜，是一個(gè)復(fù)雜的多變量非線性不確定系統(tǒng)。尤其是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模問題

3、，針對(duì)這樣的復(fù)雜非線性系統(tǒng)存在有多種不同的建模方法，合理的構(gòu)建系統(tǒng)模型對(duì)系統(tǒng)控制的研究具有很大的意義。本課題的主要內(nèi)容是混雜控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究。由于傳統(tǒng)的風(fēng)電控制技術(shù)大多數(shù)都是將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)建成一個(gè)單一的離散控制系統(tǒng)模型或者連續(xù)控制系統(tǒng)模型，沒有更好的描述出風(fēng)電系統(tǒng)的真實(shí)特性。本課題就是通過對(duì)實(shí)際風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性的分析，證明了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有明顯的混雜特性，從而進(jìn)一步深入研究了混雜控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的

4、應(yīng)用。本課題通過對(duì)混雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特性研究，分析了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的混雜特性，并介紹了混雜系統(tǒng)的常用控制方法。對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，并分析了系統(tǒng)中重要組成部分的物理特性，包括有自然風(fēng)特性、風(fēng)力機(jī)的機(jī)械特性、傳動(dòng)系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)模型以及發(fā)電機(jī)模型。然后是對(duì)自動(dòng)機(jī)理論和混雜自動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行了介紹與研究，并在此基礎(chǔ)上研究了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的混雜自動(dòng)機(jī)模型。為了能夠更好的體現(xiàn)混雜控制技術(shù)的優(yōu)越性，本課題采用鏈系統(tǒng)理論方法設(shè)計(jì)了預(yù)估控制器。在深入

5、研究鏈系統(tǒng)理論及其預(yù)估控制算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出適合本課題所建風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型的控制規(guī)律。最后，在對(duì)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)模型和控制算法分析后，設(shè)計(jì)出Matlab／Simulink仿真模型。通過計(jì)算機(jī)仿真得出了預(yù)估控制器在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的控制效果，結(jié)果表明，混雜控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中得到了理想的應(yīng)用，在理論發(fā)展上具有一定的意義價(jià)值。本課題所研究的混雜控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域是一種較新的應(yīng)用，對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展具有一定的意義。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；混雜