直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)的建模仿真與優(yōu)化控制研究.pdf

1、隨著全球不可再生性能源的過(guò)度開(kāi)采與利用，一場(chǎng)傳統(tǒng)能源危機(jī)正在悄然來(lái)臨。風(fēng)力發(fā)電具有無(wú)污染、風(fēng)能可循環(huán)利用和技術(shù)發(fā)展較成熟等優(yōu)點(diǎn)，正成為新能源領(lǐng)域發(fā)展中的一個(gè)重要方向。直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用變速恒頻發(fā)電方式，有效地提升了風(fēng)能利用效率。再加上其穩(wěn)定性高，發(fā)電量大等優(yōu)勢(shì)，正成為風(fēng)力發(fā)電研究中的熱點(diǎn)。本文將以直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真為主線，對(duì)最大功率追蹤控制、網(wǎng)側(cè)逆變器控制以及控制器參數(shù)優(yōu)化等問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　文章

2、跟據(jù)直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性，建立風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)、電力電子變流器和直流環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，并探討了各部分的控制策略。在以上數(shù)學(xué)模型及控制策略基礎(chǔ)之上建立直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)MATLAB/SIMULINK仿真模型，驗(yàn)證了該仿真模型的正確性以及各部分控制策略的有效性。針對(duì)直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大功率追蹤控制問(wèn)題，以最佳葉尖速比法為依據(jù)，設(shè)計(jì) PID與反饋線性化復(fù)合控制器。復(fù)合控制器的仿真結(jié)果與反饋線性化控制器和傳統(tǒng)PID控制

3、器單獨(dú)控制下的仿真結(jié)果相比，在低風(fēng)速下復(fù)合控制器控制的風(fēng)能利用系數(shù)和輸出功率均高于反饋線性化控制器和傳統(tǒng)PID控制器。
　　在以上研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)復(fù)合控制器PID參數(shù)和網(wǎng)側(cè)逆變器PI參數(shù)難以確定的問(wèn)題，采用粒子群優(yōu)化算法對(duì)復(fù)合控制器及網(wǎng)側(cè)逆變器的各參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)尋優(yōu)。將比例參數(shù)、積分參數(shù)、超調(diào)量和誤差等所需尋優(yōu)值輸入粒子群算法程序中，得到的尋優(yōu)參數(shù)值輸入到控制系統(tǒng)并進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，經(jīng)粒子群優(yōu)化算法尋優(yōu)后的復(fù)合控制器對(duì)直驅(qū)