MW級永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變槳距控制策略.pdf

1、我國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展非常迅速，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也是趨于大型化、智能化。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量和風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)中所占比重不斷增大，為維持電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，迫切需要對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略進(jìn)行改進(jìn)，使風(fēng)電從波動(dòng)大、可靠性低的“劣電”改善為穩(wěn)定、可靠的“優(yōu)電”。
　　大型的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)大慣性、純滯后的非線性系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，變槳距控制是其核心控制部分之一。變槳距控制不僅關(guān)系著風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸出電能的質(zhì)量，更決定機(jī)組能否正常運(yùn)行。其

2、變槳控制系統(tǒng)具有高階非線性、強(qiáng)耦合的特點(diǎn)。為穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出有功功率，目前，風(fēng)電領(lǐng)域常采用傳統(tǒng)PID控制方法進(jìn)行變槳距控制。PID控制方法簡單易于操作，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于風(fēng)電系統(tǒng)易受隨機(jī)性大擾動(dòng)影響，且風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)精確模型難以確立，所以其控制精度與預(yù)期相去甚遠(yuǎn)，這對風(fēng)電的并網(wǎng)、消納極為不利，這也是電力系統(tǒng)中風(fēng)電消納、新能源接入的瓶頸所在。
　　本文在對永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電原理研究的基礎(chǔ)上，建立風(fēng)輪機(jī)模型，傳動(dòng)系統(tǒng)模型、變

3、槳距系統(tǒng)模型、永磁同步發(fā)電機(jī)模型和變流器模型，并且在分析永磁直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性的基礎(chǔ)上，對PID控制、非線性最優(yōu)控制和代數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等控制算法進(jìn)行了研究，得到各控制算法在永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的控制特點(diǎn)，并且針對各控制策略的控制特點(diǎn)，將PID控制分別與非線性最優(yōu)控制、代數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，構(gòu)成兩種新型控制策略，此外，在文中應(yīng)用蟻群算法對PID控制器參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，確立非線性最優(yōu)控制與PID控制結(jié)合的閾值，并且將優(yōu)化后的PID參