風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制策略?xún)?yōu)化與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究.pdf

1、由于風(fēng)能的隨機(jī)性、間歇性及波動(dòng)性大等特點(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域依然有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步深入研究。控制系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能否安全可靠運(yùn)行的神經(jīng)中樞，對(duì)實(shí)現(xiàn)其風(fēng)能最大捕獲、減緩機(jī)組疲勞載荷，延長(zhǎng)其使用壽命等方面起著舉足輕重的作用。同時(shí)，也是影響我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的重要因素之一。該論文依托重慶市重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)”(項(xiàng)目編號(hào)：CSTC2007AB3052)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整機(jī)建模、控制策略?xún)?yōu)化、控制算法設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)平

2、臺(tái)構(gòu)建等進(jìn)行了深入研究，論文的主要內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 第一章闡述了世界風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)，討論了中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)，指出了目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，給出了論文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)。
　　 第二章研究了面向控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)模型。依據(jù)仿真系統(tǒng)中的“模塊化”設(shè)計(jì)思想，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組劃分為氣動(dòng)、機(jī)械、電氣和槳距系統(tǒng)四個(gè)主要功能模塊，并詳細(xì)介紹了它們的工作原理和運(yùn)行特性。特別針對(duì)槳距系

3、統(tǒng)提出運(yùn)用不同的變槳速率限制及動(dòng)態(tài)尾流補(bǔ)償機(jī)制消除其大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、滯后等不利因素的影響。
　　 第三章提出一種綜合性能的優(yōu)化控制策略。其主要設(shè)計(jì)思想：在接近名義工作點(diǎn)之前就開(kāi)始小范圍的調(diào)整槳距角，同時(shí)配合轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制來(lái)增加系統(tǒng)在名義工作點(diǎn)的可控性及減緩過(guò)渡區(qū)功率波動(dòng)和瞬時(shí)載荷突變的范圍，以尋求在最大風(fēng)能捕獲和最小機(jī)械載荷之間找到一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。
　　 第四章，為實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合性能優(yōu)化控制策略的最佳跟蹤，設(shè)計(jì)了三控制器平滑過(guò)渡

4、方案。由于過(guò)渡區(qū)的時(shí)變、非線性、強(qiáng)耦合等特征，傳統(tǒng)的控制算法難以滿足系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)?；谀：窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制方法，具有無(wú)需依賴(lài)控制對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型和能防止時(shí)變、參數(shù)擾動(dòng)等因素的特性，本文在模糊控制器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了利用單個(gè)神經(jīng)元在線調(diào)整模糊控制查詢(xún)表的算法。并以1.5WM變速變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為被控對(duì)象進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提控制策略及控制算法對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)性能優(yōu)化是一種有效可行的方法。
　　 第五章，為實(shí)現(xiàn)風(fēng)力與

5、風(fēng)力機(jī)之間的柔性連接，依據(jù)風(fēng)洞設(shè)計(jì)原理，以軸流式通風(fēng)機(jī)為源動(dòng)力，自制風(fēng)道作為氣動(dòng)通道，搭建了開(kāi)放式風(fēng)洞，創(chuàng)造了更加逼近自然條件下風(fēng)力機(jī)運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。又基于硬件在環(huán)仿真技術(shù)設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力機(jī)最大功率的跟蹤要求，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬、軟件結(jié)構(gòu)。通過(guò)仿真與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比，結(jié)果表明：設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)能較好的實(shí)現(xiàn)對(duì)最大功率的跟蹤，亦很好的說(shuō)明搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有良好可靠性和可行性。
　　 第六章對(duì)