風(fēng)力發(fā)電機(jī)智能偏航控制系統(tǒng)研究.pdf

1、電能作為一種應(yīng)用最廣泛和最方便的二次能源，已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展必不可少的條件。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電能的需求量也不斷的提升。風(fēng)能作為一種可再生資源，已經(jīng)越來越受到人們的重視。在眾多的可再生能源中，目前發(fā)展最快、商業(yè)化范圍最廣、最為經(jīng)濟(jì)的，當(dāng)數(shù)風(fēng)力發(fā)電。
　　 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)和偏航機(jī)構(gòu)本身都存在一定的滯后性，當(dāng)風(fēng)向和風(fēng)速頻繁變化時(shí)，風(fēng)機(jī)葉輪迎風(fēng)面無法準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)風(fēng)的來向，隨之而來的系統(tǒng)對(duì)風(fēng)的跟蹤失效問題會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效

2、率。風(fēng)向和風(fēng)速頻繁變化也會(huì)導(dǎo)致偏航機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作，使機(jī)械損耗加快，從而影響偏航機(jī)構(gòu)的壽命。此外控制器無法方便參數(shù)設(shè)置，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況也無法方便的實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。這一系列的問題都給風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)帶來了影響，研究和解決這些問題具有深遠(yuǎn)的意義。
　　 為解決這些問題，本文設(shè)計(jì)了一種基于優(yōu)化卡爾曼濾波偏航控制算法的控制器，對(duì)風(fēng)向量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并利用小時(shí)間尺度范圍內(nèi)風(fēng)向在一定范圍內(nèi)作擊期性變化的特性，對(duì)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。該系統(tǒng)能夠在一定程度上預(yù)測(cè)風(fēng)速

3、和風(fēng)向的變化，使得偏航機(jī)構(gòu)能夠提前動(dòng)作，消除控制器和系統(tǒng)的滯后性，從而使風(fēng)機(jī)能夠準(zhǔn)確對(duì)風(fēng)，提高發(fā)電效率，又能夠解決因?yàn)轱L(fēng)速和風(fēng)向的頻繁變化引起的偏航機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作的問題，降低機(jī)構(gòu)的動(dòng)作頻率和幅度。同時(shí)系統(tǒng)還具有一定的魯棒性，能夠在環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化時(shí)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明，該控制方法使偏航系統(tǒng)的性能得到明顯改善。
　　 隨后本文對(duì)風(fēng)力發(fā)電智能偏航控制系統(tǒng)進(jìn)行了基于ARM內(nèi)核的三星S3C2440AL處理器的硬件設(shè)計(jì)，并對(duì)通信部