變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組智能控制研究.pdf

1、隨著常規(guī)能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題加劇,風(fēng)能作為可再生綠色能源,對(duì)其開發(fā)利用十分必要。大型風(fēng)力機(jī)一般都具有變槳距功能,能夠通過(guò)槳距角的調(diào)節(jié)來(lái)改變機(jī)組的功率輸出,使整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的功率控制更為主動(dòng),同時(shí)對(duì)變槳距控制技術(shù)也提出了更高的要求。受國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“大型變速風(fēng)力發(fā)電混雜系統(tǒng)全工況優(yōu)化運(yùn)行控制策略研究(項(xiàng)目號(hào):50677021)”的資助并作為該課題部分內(nèi)容,本論文在廣泛分析國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料的基礎(chǔ)上,以變槳距型風(fēng)電機(jī)組控制技術(shù)為對(duì)象,重點(diǎn)研究

2、了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊滑模變結(jié)構(gòu)等智能方法在變槳距控制中的應(yīng)用，主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新性成果如下:
　　1.推導(dǎo)了雙饋發(fā)電機(jī)的能量傳遞關(guān)系，數(shù)學(xué)模型及其矢量控制方案。為保證雙饋發(fā)電機(jī)穩(wěn)定勵(lì)磁，以交直交變頻器為對(duì)象，分析其數(shù)學(xué)模型和傳統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)變換器直接流控制策略，提出了一種新型協(xié)調(diào)控制方案。新方案中選擇控制電壓節(jié)點(diǎn)作為負(fù)載前饋補(bǔ)償點(diǎn)，仿真表明新方案提高了母線電壓調(diào)節(jié)速度。對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)控制方案的研究和改進(jìn)，使發(fā)電機(jī)系統(tǒng)具有穩(wěn)定快速的電磁

3、力矩響應(yīng)能力，為展開變槳距功率控制技術(shù)研究提供了前提。
　　2.分析了雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)過(guò)程中發(fā)電機(jī)和風(fēng)力機(jī)的控制策略。雙饋風(fēng)電機(jī)組準(zhǔn)同期空載并網(wǎng)矢控制系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)定子電壓在不同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下滿足同期條件，但是對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速缺乏控制能力。為此，在分析變槳距風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)特性和并網(wǎng)升速控制要求的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新的將一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)與模型預(yù)測(cè)控制相結(jié)合的控制方案應(yīng)用于變槳距并網(wǎng)轉(zhuǎn)速控制。仿真結(jié)果表明新方案下轉(zhuǎn)速控制效果和克服擾動(dòng)能力優(yōu)于傳統(tǒng)PI控制器。

4、
　　3.針對(duì)變槳距風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)非線性強(qiáng)擾動(dòng)特點(diǎn)及變槳距控制要求，創(chuàng)新的將一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的前饋-反饋符合變槳距控制方案應(yīng)用在高于額定風(fēng)速的恒功率控制中。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模并用作閉環(huán)控制系統(tǒng)前饋，以降低風(fēng)速變化對(duì)系統(tǒng)的影響。仿真結(jié)果表明新方案有效。
　　4.從提高控制系統(tǒng)魯棒性出發(fā)，針對(duì)變槳距風(fēng)力機(jī)組槳距角控制，利用反饋線性化方法，結(jié)合滑?？刂坪湍：刂疲瑒?chuàng)新的提出了一種模糊化魔控制器，具有不需要知道被控對(duì)象精