風力發(fā)電機組仿真平臺及先進控制方法研究.pdf

1、能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎。過度使用傳統(tǒng)能源帶來的環(huán)境、資源壓力使得人們開發(fā)更為清潔高效的新能源的任務顯得尤為迫切。其中，風能作為一種潔凈永續(xù)的可再生能源，以其技術安全可靠、建設周期短、規(guī)模小、可并網(wǎng)運行等優(yōu)點，成為最有前途的新能源之一。
　　 風力發(fā)電系統(tǒng)是一個高度非線性的多變量系統(tǒng)。傳統(tǒng)的PID方法基于線性化模型，利用風速或功率測量值進行反饋控制，實現(xiàn)了對于最佳葉尖速比的跟蹤和恒功率控制。但由于風電系統(tǒng)隨機擾

2、動大、不確定因素多、非線性嚴重，傳統(tǒng)控制方法的性能還有待提高。此外傳統(tǒng)方法在參數(shù)調(diào)整上還存在一定困難。因此，開發(fā)先進的風電控制策略頗具現(xiàn)實意義。
　　 本文針對風力發(fā)電的仿真技術和先進控制策略進行了有益的探索，主要研究成果如下：
　　 （1）本文以時間為線介紹了風力發(fā)電的發(fā)展源流，詳細比較了國際國內(nèi)風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況；闡述了國際風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前沿；介紹了風力發(fā)電系統(tǒng)的構成，風電系統(tǒng)建模研究的現(xiàn)狀；文章總結了各種先進控制技

3、術，包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、滑?？刂啤⒃鲆嬲{(diào)度、魯棒控制等。在此基礎上，文章概括了風力發(fā)電控制系統(tǒng)的三個層次、控制作用的三個區(qū)間和控制追求的三個目標。
　　 （2）分析了風力發(fā)電系統(tǒng)各組成部分的動靜態(tài)關系以及整體的動態(tài)特性；探討了風模型、風輪動力學模型、傳動系統(tǒng)模型、發(fā)電機模型、變槳系統(tǒng)模型等，有些設備還引入了多種模型并進行了比較，為之后仿真平臺的建立和先進控制算法的研究奠定了理論基礎。
　　 （3）利用C＃語言和T

4、winCAT平臺建立了一套風力發(fā)電仿真平臺，詳細闡述了該平臺的開發(fā)背景、開發(fā)工具、設計思路、計算流程及一些需要注意的細節(jié)，如實時性測試；該平臺的建立是為了便于配置更多類型的風電機組和更多類型的控制策略，來進行半實物實時仿真，從而為開發(fā)實用的新型控制策略提供必要條件。
　　 （4）最后，文章利用NNARX模型對風電系統(tǒng)進行了辨識，測試結果表明，NNARX借助了神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性逼近能力，能夠較好的描述風力發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)特性。隨后，文