風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與控制技術(shù)研究.pdf

1、作為主要綠色能源的風(fēng)能，對(duì)于改善能源危機(jī)，實(shí)現(xiàn)碳減排具有巨大的潛力，風(fēng)力發(fā)電已成為可再生能源中發(fā)展最快、最具有發(fā)展前景的一種發(fā)電方式?？刂萍夹g(shù)是風(fēng)電機(jī)組最核心技術(shù)之一，是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)安全高效運(yùn)行的關(guān)鍵，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的研究有著重大的理論研究價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)建模和不同風(fēng)速下的風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化控制技術(shù)等進(jìn)行了如下研究：
　　 1、針對(duì)并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組，采用機(jī)理分析建模的方法，分別建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各子系統(tǒng)

2、的模型，并通過各子系統(tǒng)之間的相互作用和局部線性化方法，建立整個(gè)風(fēng)電機(jī)組完整的數(shù)學(xué)模型；
　　 2、在分析風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行特性的基礎(chǔ)上，提出機(jī)組最優(yōu)運(yùn)行區(qū)域，并從提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行效率與降低載荷角度，提出多目標(biāo)優(yōu)化控制指標(biāo)，使得風(fēng)電機(jī)組在提高風(fēng)能捕獲和能量轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)保證機(jī)組的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的優(yōu)化控制；
　　 3、針對(duì)額定風(fēng)速以下風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能捕獲控制，分別提出了基于極值搜索的最大功率點(diǎn)追蹤控制方法和基于模糊

3、滑?？刂频娘L(fēng)電機(jī)組最大風(fēng)能捕獲控制方法。在實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組最大風(fēng)能捕獲的同時(shí)，降低控制量的變化幅度，減小了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和系統(tǒng)的機(jī)械載荷，并在變速運(yùn)行過程中，確保發(fā)電機(jī)輸出電能頻率穩(wěn)定，達(dá)到風(fēng)電機(jī)組變速恒頻運(yùn)行的控制目標(biāo)；
　　 4、針對(duì)額定風(fēng)速以上的變槳距控制，提出了一種基于改進(jìn)最小方差法的風(fēng)電機(jī)組變槳距控制策略。該方法能夠在突變過程初期，限制控制幅度，在控制后期能夠加快收斂速度，同時(shí)與遞推最小二乘辨識(shí)方法結(jié)合，使得系統(tǒng)響應(yīng)迅速，

4、保證了風(fēng)電機(jī)組在額定風(fēng)速以上的恒功率輸出運(yùn)行；
　　 5、針對(duì)含風(fēng)電場電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償優(yōu)化問題進(jìn)行了初步探討，提出了一種基于改進(jìn)遺傳多目標(biāo)優(yōu)化算法的異步發(fā)電機(jī)風(fēng)電場無功補(bǔ)償優(yōu)化策略，在多個(gè)目標(biāo)存在矛盾性的情況下，得到多組Pareto最優(yōu)解，并能夠使風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓在允許范圍內(nèi)，保證了風(fēng)電場正常運(yùn)行；對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)風(fēng)電場電力系統(tǒng)，提出了基于多Agent體系結(jié)構(gòu)的無功補(bǔ)償優(yōu)化策略，充分發(fā)揮雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的無功處理能力，使風(fēng)電場參與