風力發(fā)電機組新型傳動系統(tǒng)及變速變槳距控制策略優(yōu)化.pdf

1、當環(huán)境能源成為如今人類生存發(fā)展所面臨的緊要問題，風能因其無污染和可再生的特點得到了各國的普遍認可。風力發(fā)電機組正朝著大功率、高效率、高可靠性的方向發(fā)展，因此傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的研究得到了廣泛的關注。本文中新型傳動系統(tǒng)是由行星輪系和液力變矩器構成的，對液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)速進行控制，實現(xiàn)功率的分流，就能夠?qū)崿F(xiàn)風速的變速輸入、恒速輸出，解決了由于風載荷的隨機性而引起的風力發(fā)電機電壓變化的問題。變槳距控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)風能的最大捕獲、載荷的減小以

2、及使用壽命的延長。風能的最大捕獲和載荷的最小化是兩個相互矛盾的要素，本文所研究的優(yōu)化控制策略，在這兩者之間達到平衡。本文研究的內(nèi)容主要包括：
　?、僭诜治隽藗鲃酉到y(tǒng)及不同類型液力變矩器的特點后，本文采用導葉可調(diào)式液力變矩器，以實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的高效率，變速輸入、恒速輸出的特點。為了深入研究新型傳動系統(tǒng)，在行星齒輪傳動理論的基礎上，運用流體力學能頭理論建立新型傳動系統(tǒng)的非線性動態(tài)數(shù)學模型。并提出了一種新的功率分配計算方法，使功率分流模型

3、不只局限于靜態(tài)條件下，考慮了實際運行中的風速變化等問題，所建立的功率分流模型更加準確，這樣才能使新型傳動系統(tǒng)更加符合整體匹配的原則。
　　②對風力發(fā)電機進行了空氣動力學的研究，為風力發(fā)電機的槳距控制方法和策略優(yōu)化奠定了理論基礎。分析了風力發(fā)電機組常用控制策略，以此為基礎，提出了一種綜合性能的優(yōu)化控制策略。該控制策略擴大了過渡區(qū)的范圍，很好的解決了最大風能捕獲和最小機械負荷之間的平衡問題。
　?、刍赑ID控制理論、模糊控制理

4、論和單神經(jīng)元網(wǎng)絡理論的優(yōu)點，結(jié)合各控制系統(tǒng)實際運用過程當中的特點，設計了應用于風電機組新型傳動系統(tǒng)的自適應模糊 PID控制器，以及變速變槳距優(yōu)化控制策略三種不同風速下的控制器平滑過渡方案。對于優(yōu)化控制策略過渡區(qū)，使用了自學習、自適應能力較強的單神經(jīng)元模糊控制器進行控制。
　?、軕肕ATLAB/SIMULINK建立了傳動系統(tǒng)以及變槳距系統(tǒng)仿真的模型。仿真結(jié)果表明，自適應模糊控制器控制效果強于常規(guī)PID，變槳距控制系統(tǒng)的設計也獲得了