基于加性分解原理的風(fēng)力發(fā)電機組控制器設(shè)計.pdf

1、常規(guī)能源使用過度，環(huán)境污染問題日益嚴重，因此可以預(yù)測，可再生能源在世界能源結(jié)構(gòu)中會占據(jù)越來越大的比重。風(fēng)能憑借其開發(fā)方便、成本低、無污染等優(yōu)勢在眾多可再生能源中脫穎而出，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)隨著風(fēng)電市場的不斷擴大也在不斷趨于成熟。由于大型風(fēng)力發(fā)電機組是復(fù)雜的多變量非線性動力學(xué)系統(tǒng)，具有不確定性和多干擾性，數(shù)學(xué)模型難以精確建立。并且在實際的風(fēng)電場，廣泛應(yīng)用PID控制器或PI控制器，雖然控制方法簡單，但是其控制參數(shù)大多依靠工程經(jīng)驗獲得，沒有規(guī)范的參

2、數(shù)設(shè)計方法，并且缺乏穩(wěn)定性證明。針對該問題，本文提出基于加性分解原理進行風(fēng)力發(fā)電機組控制器設(shè)計，并通過理論推導(dǎo)證明穩(wěn)定性。
　　論文從空氣動力學(xué)理論切入，基于動量理論、葉素理論和動量—葉素理論分析了風(fēng)力發(fā)電機組的氣動特性，推導(dǎo)出在理想狀態(tài)下的最大風(fēng)能利用系數(shù)，并論述了變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組的基本控制策略。隨后建立了風(fēng)速模型、風(fēng)力機模型、傳動系統(tǒng)模型、發(fā)電機模型和變槳執(zhí)行機構(gòu)模型，并以此為基礎(chǔ)搭建了風(fēng)力發(fā)電機組控制系統(tǒng)仿真平臺。

3、>　　論文選擇從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，提出了基于加性分解原理進行風(fēng)力發(fā)電機組控制器參數(shù)的設(shè)計方法。將一個復(fù)雜的非線性模型分解為主系統(tǒng)和輔系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)，針對主系統(tǒng)，在風(fēng)速低于額定風(fēng)速設(shè)計得到轉(zhuǎn)矩 PI控制器，即通過控制發(fā)電機轉(zhuǎn)矩來控制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，從而達到輸出最大功率的控制目標(biāo)；在風(fēng)速高于額定風(fēng)速設(shè)計得到變槳 PI控制器，即通過調(diào)節(jié)槳距角限制風(fēng)能捕獲，從而達到輸出功率穩(wěn)定在額定功率的控制目標(biāo)。然后在這兩種風(fēng)況下，分別通過理論推導(dǎo)證明原系統(tǒng)的穩(wěn)