風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真平臺(tái)及先進(jìn)控制方法研究.pdf

1、能源是人類(lèi)社會(huì)賴(lài)以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。過(guò)度使用傳統(tǒng)能源帶來(lái)的環(huán)境、資源壓力使得人們開(kāi)發(fā)更為清潔高效的新能源的任務(wù)顯得尤為迫切。其中，風(fēng)能作為一種潔凈永續(xù)的可再生能源，以其技術(shù)安全可靠、建設(shè)周期短、規(guī)模小、可并網(wǎng)運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，成為最有前途的新能源之一。
　　 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)高度非線(xiàn)性的多變量系統(tǒng)。傳統(tǒng)的PID方法基于線(xiàn)性化模型，利用風(fēng)速或功率測(cè)量值進(jìn)行反饋控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于最佳葉尖速比的跟蹤和恒功率控制。但由于風(fēng)電系統(tǒng)隨機(jī)擾

2、動(dòng)大、不確定因素多、非線(xiàn)性嚴(yán)重，傳統(tǒng)控制方法的性能還有待提高。此外傳統(tǒng)方法在參數(shù)調(diào)整上還存在一定困難。因此，開(kāi)發(fā)先進(jìn)的風(fēng)電控制策略頗具現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文針對(duì)風(fēng)力發(fā)電的仿真技術(shù)和先進(jìn)控制策略進(jìn)行了有益的探索，主要研究成果如下：
　　 （1）本文以時(shí)間為線(xiàn)介紹了風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展源流，詳細(xì)比較了國(guó)際國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r；闡述了國(guó)際風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前沿；介紹了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成，風(fēng)電系統(tǒng)建模研究的現(xiàn)狀；文章總結(jié)了各種先進(jìn)控制技

3、術(shù)，包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、滑?？刂?、增益調(diào)度、魯棒控制等。在此基礎(chǔ)上，文章概括了風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的三個(gè)層次、控制作用的三個(gè)區(qū)間和控制追求的三個(gè)目標(biāo)。
　　 （2）分析了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)各組成部分的動(dòng)靜態(tài)關(guān)系以及整體的動(dòng)態(tài)特性；探討了風(fēng)模型、風(fēng)輪動(dòng)力學(xué)模型、傳動(dòng)系統(tǒng)模型、發(fā)電機(jī)模型、變槳系統(tǒng)模型等，有些設(shè)備還引入了多種模型并進(jìn)行了比較，為之后仿真平臺(tái)的建立和先進(jìn)控制算法的研究奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 （3）利用C＃語(yǔ)言和T

4、winCAT平臺(tái)建立了一套風(fēng)力發(fā)電仿真平臺(tái)，詳細(xì)闡述了該平臺(tái)的開(kāi)發(fā)背景、開(kāi)發(fā)工具、設(shè)計(jì)思路、計(jì)算流程及一些需要注意的細(xì)節(jié)，如實(shí)時(shí)性測(cè)試；該平臺(tái)的建立是為了便于配置更多類(lèi)型的風(fēng)電機(jī)組和更多類(lèi)型的控制策略，來(lái)進(jìn)行半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真，從而為開(kāi)發(fā)實(shí)用的新型控制策略提供必要條件。
　　 （4）最后，文章利用NNARX模型對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行了辨識(shí)，測(cè)試結(jié)果表明，NNARX借助了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線(xiàn)性逼近能力，能夠較好的描述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。隨后，文