非線性控制理論在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由于能夠在較寬的風(fēng)速范圍內(nèi)變速運(yùn)行,風(fēng)能捕獲能力強(qiáng),可以實(shí)現(xiàn)有功功率與無功功率的解耦控制,已經(jīng)成為目前風(fēng)力發(fā)電方面的研究熱點(diǎn)。受國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目號:50677021)和教育部重點(diǎn)項(xiàng)目基金(項(xiàng)目號:105049)的資助,結(jié)合風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)自身的特點(diǎn),本論文重點(diǎn)研究了交流勵磁發(fā)電機(jī)的功率控制和風(fēng)力機(jī)的槳距加控制,主要研究內(nèi)容和研究成果包括:
　　 (1)綜述了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)的現(xiàn)狀和非線性控制理論

2、的研究發(fā)展?fàn)顩r。
　　 (2)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、交流勵磁發(fā)電機(jī)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,推導(dǎo)出相應(yīng)的非線性狀態(tài)方程,并將之變換為仿射非線性形式。
　　 (3)綜合運(yùn)用非線性精確線性化理論和基于H∞優(yōu)化指標(biāo)的內(nèi)?？刂品椒?設(shè)計(jì)了交流勵磁發(fā)電機(jī)功率跟蹤魯棒控制律。仿真結(jié)果表明,該方法可以實(shí)現(xiàn)了有功、無功的完全解耦,具有較好的跟蹤效果和滿意的動、靜態(tài)性能,同時對模型不確定性和外界擾動具有較好的魯棒性。
　　 (4)由于風(fēng)速的變化范

3、圍較寬,變化頻繁,使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工況點(diǎn)一般處于不斷變化當(dāng)中。針對機(jī)組的這一實(shí)際特點(diǎn),采用基于非線性動態(tài)逆的方法進(jìn)行了槳距角控制律的設(shè)計(jì)。從仿真結(jié)果可以看出,在工況點(diǎn)大范圍變動時,控制系統(tǒng)仍然具有較好的控制效果,克服了局域近似線性化方法的不足,而且求解過程相對比較簡單。
　　 (5)為了減小風(fēng)速擾動產(chǎn)生的不利影響,提出了基于非線性干擾抑制理論的槳距角控制律的設(shè)計(jì)方法。仿真結(jié)果表明,該方法對風(fēng)速擾動具有抑制效果,同時對工況點(diǎn)的大