風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的建模及控制方法研究.pdf

1、常規(guī)能源、電力緊缺及供電環(huán)境問題日益突出，利用可再生能源如風(fēng)能，作為未來最重要的清潔替代能源之一，對于緩解能源匱乏具有非同尋常的意義?？衫玫娘L(fēng)能在全球范圍內(nèi)分布都很廣泛。正是因?yàn)橛羞@些獨(dú)特的優(yōu)勢，風(fēng)力發(fā)電逐漸成為許多國家方法及技術(shù)也得到了巨大的發(fā)展。
　　 本文首先建立了風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的非線性機(jī)理模型，并構(gòu)建了基于Matlab/Simulink的仿真模型，分析了風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的非線性特征。
　　 額定風(fēng)速以下時(shí)，通過對發(fā)電

2、機(jī)轉(zhuǎn)速的控制來跟蹤最佳的功率系數(shù)曲線以獲得最大的風(fēng)能，即風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制方法。目前，較為成熟的最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法，即“登山法”MPPT控制方法和極值搜索MPPT控制方法。在分析上述兩種方法存在不足的基礎(chǔ)上，提出了兩種改進(jìn)型MPPT控制方法，即線性變增益極值搜索MPPT控制方法和模糊變增益極值搜索MPPT控制方法。通過仿真波形和仿真數(shù)據(jù)比較，表明本章所提出的兩種改進(jìn)型MPPT控制方法的優(yōu)越性。
　　

3、 額定風(fēng)速以上時(shí)，保持發(fā)電機(jī)恒定的功率輸出，是此時(shí)風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)控制的基本目標(biāo)。通常對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和風(fēng)輪葉片節(jié)距角兩個(gè)變量同時(shí)控制，來改變功率系數(shù)，達(dá)到電機(jī)恒功率輸出的目的。傳統(tǒng)的多變量控制方法使得發(fā)電機(jī)的功率輸出和轉(zhuǎn)速在其額定值附近浮動(dòng)很大，為彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，引入LPV系統(tǒng)理論，根據(jù)風(fēng)速的多時(shí)間尺度的特性，建立了風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)高頻LPV模型，并設(shè)計(jì)了基于Hx狀態(tài)反饋的增益調(diào)度控制器，對多變量控制器進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。仿真結(jié)果表明了本文提出的新方法的