風電機組模型預測控制研究與聯(lián)合仿真平臺設計.pdf

1、社會生產力的發(fā)展對能源需求不斷增加，能源危機和環(huán)境污染已經成了世界性的兩大問題。風能是一種可再生，清潔無污染的能源，隨著技術的成熟得到越來越多人的關注。風電發(fā)展迅速，裝機容量不斷增加，成為電網結構重要的電源組成部分。然而過快的發(fā)展帶來許多實際的問題，其中風電機組并網穩(wěn)定運行是亟待解決的問題之一。
　　風電機組功率波動的根源是風速的隨機波動性，控制系統(tǒng)主要任務是在不斷變化的風速下實現(xiàn)穩(wěn)定的運行。論文從模型預測控制理論出發(fā)，將這一先進

2、控制算法應用于風電機組控制系統(tǒng)，主要研究工作有:
　　對自然風的特性進行分析研究，建立了陣風和湍流風模型;對風電機組的風輪氣動系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)和發(fā)電機系統(tǒng)進行機理分析，建立了風電機組的數(shù)學模型;通過對風電機組運行特性的研究，得到槳距角和轉矩對風電機組運行的影響作用，分析了轉矩控制和變槳控制的基本策略。
　　提出了基于Bladed和Matlab軟件的風電機組模型預測控制系統(tǒng)設計流程。通過對模型預測控制的基本原理分析，結合風電

3、機組的具體參數(shù)和特性，實現(xiàn)了模型預測控制算法在風電機組控制系統(tǒng)中的成功應用。
　　設計了風電機組模型預測控制變槳控制器和比例積分變槳控制器，通過對控制器仿真分析，模型預測控制變槳控制器能夠快速的對干擾進行響應，而且變槳動作量較小。針對風電機組的多約束和非線性顯著的特點，對控制器進行改進和完善，設計了含有補償算法的風電機組復合模型預測控制變槳控制器。
　　設計了實時聯(lián)合仿真平臺，綜合Bladed軟件的精確建模和Simulink