基于風特性和風力機動態(tài)特性耦合的檢測反饋控制研究.pdf

1、風力發(fā)電，在能源短缺和環(huán)境污染日趨嚴重的今天，不僅可以利用風能取之不盡用之不竭的特點代替常規(guī)能源來緩解能源危機，而且可以減少對環(huán)境的污染，因此可給社會帶來直接的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
　　 本課題來源于蘭州市科技攻關項目“大型風力機組檢測及監(jiān)測反饋控制裝置(項目編號：2008-1-16)”。本文闡述了大型風力發(fā)電機組關于變槳和偏航的基本理論，針對風速、風向隨機變化的特性建立了風速數(shù)學模型；通過對風力機柔性傳動系統(tǒng)建模，并對風力機組基于

2、風特性和風力機動態(tài)特性聯(lián)合的開環(huán)系統(tǒng)進行仿真，得出風力機組的檢測反饋控制系統(tǒng)對實現(xiàn)風特性和風力機動態(tài)特性耦合、充分發(fā)揮風力機性能、提高風力機運行效率的重要性。
　　 當風速和風向變化時，風特性和風力機動態(tài)特性原本保持的耦合關系被破壞，這時控制器通過輸出反饋信號的大小有選擇的調節(jié)槳葉節(jié)距角(變槳控制)或偏航角度(偏航控制)，使風力機的輸出功率或轉速始終保持在耦合范圍內(nèi)，以達到風特性和風力機動態(tài)特性的耦合關系。
　　 基于風

3、特性和風力機動態(tài)特性耦合關系，提出風力機在風速高于額定風速時的變槳距控制。當高于額定風速時，若風輪的輸出功率和轉速恒定，則通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機的扭矩和轉速也恒定，即能達到輸出功率的恒定。針對風力機模型的非線性提出精確反饋線性化的方法，設計非線性最優(yōu)控制器。在Matlab/Simulink里搭建仿真模型，通過輸出仿真結果分析，驗證所設計的非線性最優(yōu)控制器能使風特性和風力機動態(tài)特性達到耦合關系。
　　 對于風力機的偏航，分為低風