大型風(fēng)電機(jī)組偏航控制與參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、偏航系統(tǒng)是水平軸風(fēng)電機(jī)組的重要組成部分，也稱對風(fēng)裝置，其主要作用是通過調(diào)整機(jī)艙位置使機(jī)組能夠準(zhǔn)確追蹤風(fēng)向，充分利用風(fēng)能，提高發(fā)電效率。目前，偏航系統(tǒng)主要可以分為被動偏航系統(tǒng)和主動偏航系統(tǒng)，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組均采用了主動偏航系統(tǒng)進(jìn)行偏航控制，偏航控制效果的優(yōu)劣程度會直接影響到風(fēng)電機(jī)組的整體性能。為了提高偏航系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性，確保風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行中能夠最大效率地捕獲風(fēng)能，國內(nèi)外研究出了多種不同的偏航控制方法，但由于偏航系統(tǒng)的特殊性與復(fù)雜性，且

2、風(fēng)機(jī)正朝著大型化邁進(jìn)，現(xiàn)有控制效果已經(jīng)不能滿足大型機(jī)組對偏航性能的更高要求。本文在分析和研究了大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了一種基于模型預(yù)測的新型偏航控制策略，建立了包括電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的三閉環(huán)偏航控制系統(tǒng)模型，并將其仿真控制效果與常規(guī)PID控制效果進(jìn)行比較，結(jié)果表明了模型預(yù)測偏航控制具有更好的控制效果，驗證了該策略的可行性與實用性。
　　此外，大型風(fēng)場往往統(tǒng)一指定同類型機(jī)組的偏航控制參數(shù)，這種

3、做法忽略了同一風(fēng)場不同機(jī)組之間，同一機(jī)組不同風(fēng)況下的性能差異，可能導(dǎo)致機(jī)組對風(fēng)動作頻繁或?qū)︼L(fēng)失準(zhǔn)，還影響了機(jī)組的發(fā)電量和疲勞性能。針對大型風(fēng)電機(jī)組偏航控制參數(shù)在實際應(yīng)用中適應(yīng)水平差，控制精度低等問題，本文對大型發(fā)電機(jī)組SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理和分析計算，以確定偏航控制區(qū)間的劃分界限，將可利用風(fēng)速段分為高、中、低三級風(fēng)速區(qū)間，并對現(xiàn)有偏航控制策略進(jìn)行優(yōu)化，然后利用引入了群體信息交互策略的細(xì)菌群體趨藥性算法(BCC)對偏航控制參數(shù)進(jìn)行搜索