風力發(fā)電機變槳距控制及實驗系統設計.pdf

1、風能作為一種清潔而又取之不盡、用之不竭的能源得到人們廣泛的關注，風力發(fā)電是吸收轉化風能的有效途徑。然而，由于風能的不穩(wěn)定性，必須對風力發(fā)電機控制才能輸出穩(wěn)定的電能，達到并網發(fā)電的條件。變槳距風力發(fā)電機因能通過改變槳距角穩(wěn)定輸出電功率，提高電能質量，增加風力發(fā)電機壽命而成為研究熱點。由于變槳距風力發(fā)電機是一個多學科知識交叉的復雜系統，且非線性特性很強、精確模型不容易得到，給風力發(fā)電機控制器的研究帶來很大困難。
　　本文以某型號1.5

2、MW大型風力發(fā)電機為背景，對風力發(fā)電機變槳控制原理進行了分析，將風力發(fā)電機分成四個部分建立數學模型;并對風速的變化進行了研究，建立風速模型;利用組態(tài)軟件和MATLAB仿真平臺建立了變槳距風力發(fā)電機實驗系統，使變槳距風力發(fā)電機控制器的研究成為高校本科自動化專業(yè)的實踐內容之一。
　　本文在分析風力發(fā)電機數學模型的基礎上，設計了風力發(fā)電機變槳距控制器和實驗系統，具體工作如下:
　　(1)變槳距風力發(fā)電機系統是一個非線性被控對象，基

3、于氣動特性分析了額定風速以上時槳距角變化同風速的關系，進行了分段線性化處理，設計了帶前饋的PID控制器，并對控制器的參數應用遺傳算法進行尋優(yōu)。為了實現控制器無擾切換，設計了控制器的施密特切換策略;為了進一步提高控制精度，使系統動態(tài)性能得到改善，提出了BP-PID控制算法。最后，應用MATLAB仿真軟件對比分析了應用不同方法設計的控制器，仿真結果表明BP-PID控制器魯棒性和抗干擾特性較好。
　　(2)為了將風力發(fā)電機控制器的設計方