大型風力發(fā)電機組的模糊控制研究.pdf

1、能源、環(huán)境是當今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。風能是一種清潔無污染、儲量極為豐富的可再生能源，風力發(fā)電是風能利用最重要的形式。大力發(fā)展風力發(fā)電來調(diào)整能源結(jié)構(gòu)并改善環(huán)境已成為能源開發(fā)領域中的重要策略，得到各國政府的高度重視。 風能具有能量密度低、隨機性強和不穩(wěn)定等特點。風力發(fā)電機組是多變量非線性不確定系統(tǒng)，精確的數(shù)學模型不易建立，因而常規(guī)PID控制方法難以取得滿意的控制效果。模糊控制是對難以建立精確數(shù)學模型的對象實施的一種有效

2、控制策略，因此本文研究模糊控制理論在大型變速變槳風力發(fā)電機組控制中的應用。所做的主要工作歸納如下： 采用機理分析法建立大型變速變槳風力發(fā)電機組各個部件的子模型，包括風速、風輪、傳動系統(tǒng)、發(fā)電機模型，然后合成整個機組的數(shù)學模型，并且將整機模型在MATLAB軟件的simulink環(huán)境中實現(xiàn)。 在介紹模糊控制基本原理及模糊控制器設計與分類的基礎上，推導出一種簡化PID型模糊控制器。該模糊控制器只需兩個輸入變量和一個規(guī)則庫，大大

3、減少控制規(guī)則。為了驗證簡化PID型模糊控制器的性能，將其與PD及PI型模糊控制器進行比較。仿真結(jié)果表明，在控制器參數(shù)選取相同的情況下，簡化PID型模糊控制器的性能要優(yōu)于PD型和PI型模糊控制器。 風力發(fā)電機組的功率系數(shù)是槳距角和葉尖速比的非線性函數(shù)。本文提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的功率系數(shù)建模，該模型能很好地擬合功率系數(shù)。將簡化PID型模糊控制器應用于大型變速變槳風力發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速控制和變槳距控制。在風速低于額定風速時，通過調(diào)節(jié)異步發(fā)電