基于能量的風力發(fā)電系統(tǒng)魯棒自適應控制研究.pdf

1、面對當前全球生態(tài)環(huán)境不斷惡化和石化能源日益短缺的趨勢，新能源的開發(fā)和利用受到了全世界的關注與重視。目前，風力發(fā)電技術發(fā)展迅速，永磁直驅風力發(fā)電系統(tǒng)由于發(fā)電效率高、運行可靠性高、故障率低、結構簡單等優(yōu)點而得到廣泛應用。然而，風力發(fā)電系統(tǒng)具有強非線性、高度不確定性等特點，采用現(xiàn)代控制手段設計有效的、便于應用的控制策略對提高風能利用效率、改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。本文采用Hamilton系統(tǒng)理論對永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)基于能量的魯棒

2、自適應控制問題進行研究，取得了如下研究成果：
　?。?）針對永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)，分析了整體結構，詳細介紹了系統(tǒng)主要組成部分的結構，以此為基礎建立了風力機、傳動機構、永磁同步發(fā)電機、槳距角控制機構等的數(shù)學模型。
　?。?）研究了額定風速以下基于能量的永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)最大風能捕獲問題。首先，建立了系統(tǒng)的不確定動態(tài)模型并將其轉化為Hamilton系統(tǒng)模型；然后設計反饋控制律實現(xiàn)Hamilton函數(shù)的重構和期望平衡點的配置；最

3、后基于系統(tǒng)的能量和結構特性設計了魯棒自適應控制器實現(xiàn)最大風能捕獲。仿真結果表明：當存在參數(shù)攝動以及外界干擾時，本文所提出的控制器能夠在隨機風速下實現(xiàn)風能最大捕獲。
　　（3）為了保證整個風力發(fā)電系統(tǒng)額定風速以上安全運行，研究了基于能量的永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)的魯棒自適應恒功率控制問題。首先，通過將變槳距控制環(huán)節(jié)與永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)結合起來建立了變槳距控制系統(tǒng)數(shù)學模型；然后，設計了狀態(tài)反饋控制器將系統(tǒng)的平衡點配置在期望的運行點并實現(xiàn)