風力發(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能，對于改善能源危機，實現(xiàn)碳減排具有巨大的潛力，風力發(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。控制技術(shù)是風電機組最核心技術(shù)之一，是風力發(fā)電系統(tǒng)安全高效運行的關(guān)鍵，針對風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的研究有著重大的理論研究價值和實際應用價值。本文針對風電機組動態(tài)建模和不同風速下的風電機組優(yōu)化控制技術(shù)等進行了如下研究：
　　 1、針對并網(wǎng)型風電機組，采用機理分析建模的方法，分別建立了風力發(fā)電機組各子系統(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，建立整個風電機組完整的數(shù)學模型；
　　 2、在分析風力發(fā)電系統(tǒng)運行特性的基礎上，提出機組最優(yōu)運行區(qū)域，并從提高風電機組運行效率與降低載荷角度，提出多目標優(yōu)化控制指標，使得風電機組在提高風能捕獲和能量轉(zhuǎn)換效率的同時保證機組的安全運行，實現(xiàn)風電機組的優(yōu)化控制；
　　 3、針對額定風速以下風力發(fā)電系統(tǒng)最大風能捕獲控制，分別提出了基于極值搜索的最大功率點追蹤控制方法和基于模糊

3、滑?？刂频娘L電機組最大風能捕獲控制方法。在實現(xiàn)風電機組最大風能捕獲的同時，降低控制量的變化幅度，減小了發(fā)電機轉(zhuǎn)矩波動和系統(tǒng)的機械載荷，并在變速運行過程中，確保發(fā)電機輸出電能頻率穩(wěn)定，達到風電機組變速恒頻運行的控制目標；
　　 4、針對額定風速以上的變槳距控制，提出了一種基于改進最小方差法的風電機組變槳距控制策略。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，同時與遞推最小二乘辨識方法結(jié)合，使得系統(tǒng)響應迅速，

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