風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變槳距控制.pdf

1、能源與環(huán)境已成為21世紀(jì)人類面臨的首要問題。風(fēng)能因具有可再生、無污染、低成本等優(yōu)點，正受到世界各國的重視。高效而可靠的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究與開發(fā)已經(jīng)成為能源技術(shù)領(lǐng)域的熱點和難點。由于風(fēng)能具有能量密度低、隨機(jī)性和不穩(wěn)定性等特點，所以對風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤其是大型機(jī)組控制技術(shù)的深入研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文以兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)為依托，對大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳距控制技術(shù)進(jìn)行了較深入的探討。
　　 本文首先從風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉的空氣動力學(xué)理論入手，通

2、過對變槳距控制的工作過程及作用分析可知，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳距控制與定槳距控制相比，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在額定風(fēng)速以上運行時，變槳距控制不但可以確保高風(fēng)速段的恒功率輸出，而且可以減少機(jī)械部件的損耗以及機(jī)械振動對系統(tǒng)的影響。為了滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)的恒功率控制要求，對其模型在運行工作點處進(jìn)行了線性化處理，從而實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳距的PID控制。而獨立變槳距控制由于可有效減少因風(fēng)速隨高度發(fā)生迅速變化而產(chǎn)生的風(fēng)力發(fā)電機(jī)巨大的輪轂載荷，已成為目前研究的熱點。但獨

3、立變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)存在非線性、多變量等特點，并且三個槳葉的控制命令不是隨機(jī)分配，三個槳葉的控制存在一定的耦合關(guān)系，采用傳統(tǒng)的PID控制器難以實現(xiàn)對獨立變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制，因此本文提出一種基于載荷優(yōu)化權(quán)系數(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)模糊獨立變槳距控制器，針對獨立變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計了模糊控制器，并建立了輪轂載荷的目標(biāo)函數(shù)，實現(xiàn)了基于載荷優(yōu)化的權(quán)系數(shù)分配，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)獨立變槳距系統(tǒng)可以根據(jù)槳葉所受風(fēng)速，為每個槳葉分配不同的槳距角控制命令，從