變槳距風力發(fā)電機組智能控制研究.pdf

1、隨著常規(guī)能源短缺和環(huán)境污染問題加劇,風能作為可再生綠色能源,對其開發(fā)利用十分必要。大型風力機一般都具有變槳距功能,能夠通過槳距角的調節(jié)來改變機組的功率輸出,使整個風場的功率控制更為主動,同時對變槳距控制技術也提出了更高的要求。受國家自然科學基金項目“大型變速風力發(fā)電混雜系統(tǒng)全工況優(yōu)化運行控制策略研究(項目號:50677021)”的資助并作為該課題部分內容,本論文在廣泛分析國內外有關資料的基礎上,以變槳距型風電機組控制技術為對象,重點研究

2、了神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊滑模變結構等智能方法在變槳距控制中的應用，主要研究內容及創(chuàng)新性成果如下:
　　1.推導了雙饋發(fā)電機的能量傳遞關系，數(shù)學模型及其矢量控制方案。為保證雙饋發(fā)電機穩(wěn)定勵磁，以交直交變頻器為對象，分析其數(shù)學模型和傳統(tǒng)的網(wǎng)側變換器直接流控制策略，提出了一種新型協(xié)調控制方案。新方案中選擇控制電壓節(jié)點作為負載前饋補償點，仿真表明新方案提高了母線電壓調節(jié)速度。對雙饋發(fā)電機勵磁系統(tǒng)控制方案的研究和改進，使發(fā)電機系統(tǒng)具有穩(wěn)定快速的電磁

3、力矩響應能力，為展開變槳距功率控制技術研究提供了前提。
　　2.分析了雙饋風電機組并網(wǎng)過程中發(fā)電機和風力機的控制策略。雙饋風電機組準同期空載并網(wǎng)矢控制系統(tǒng)能夠調節(jié)定子電壓在不同轉子轉速下滿足同期條件，但是對轉子轉速缺乏控制能力。為此，在分析變槳距風力機啟動特性和并網(wǎng)升速控制要求的基礎上，創(chuàng)新的將一種神經(jīng)網(wǎng)絡辨識與模型預測控制相結合的控制方案應用于變槳距并網(wǎng)轉速控制。仿真結果表明新方案下轉速控制效果和克服擾動能力優(yōu)于傳統(tǒng)PI控制器。

4、
　　3.針對變槳距風力發(fā)電系統(tǒng)非線性強擾動特點及變槳距控制要求，創(chuàng)新的將一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的前饋-反饋符合變槳距控制方案應用在高于額定風速的恒功率控制中。利用神經(jīng)網(wǎng)絡進行風力發(fā)電系統(tǒng)建模并用作閉環(huán)控制系統(tǒng)前饋，以降低風速變化對系統(tǒng)的影響。仿真結果表明新方案有效。
　　4.從提高控制系統(tǒng)魯棒性出發(fā)，針對變槳距風力機組槳距角控制，利用反饋線性化方法，結合滑模控制和模糊控制，創(chuàng)新的提出了一種模糊化魔控制器，具有不需要知道被控對象精