風(fēng)力發(fā)電機組仿真平臺及先進控制方法研究.pdf

1、能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。過度使用傳統(tǒng)能源帶來的環(huán)境、資源壓力使得人們開發(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)運行等優(yōu)點，成為最有前途的新能源之一。
　　 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個高度非線性的多變量系統(tǒng)。傳統(tǒng)的PID方法基于線性化模型，利用風(fēng)速或功率測量值進行反饋控制，實現(xiàn)了對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)隨機擾

2、動大、不確定因素多、非線性嚴重，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，開發(fā)先進的風(fēng)電控制策略頗具現(xiàn)實意義。
　　 本文針對風(fēng)力發(fā)電的仿真技術(shù)和先進控制策略進行了有益的探索，主要研究成果如下：
　　 （1）本文以時間為線介紹了風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展源流，詳細比較了國際國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況；闡述了國際風(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)了各種先進控制技

3、術(shù)，包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、滑?？刂啤⒃鲆嬲{(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)的三個層次、控制作用的三個區(qū)間和控制追求的三個目標。
　　 （2）分析了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)各組成部分的動靜態(tài)關(guān)系以及整體的動態(tài)特性；探討了風(fēng)模型、風(fēng)輪動力學(xué)模型、傳動系統(tǒng)模型、發(fā)電機模型、變槳系統(tǒng)模型等，有些設(shè)備還引入了多種模型并進行了比較，為之后仿真平臺的建立和先進控制算法的研究奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 （3）利用C＃語言和T

4、winCAT平臺建立了一套風(fēng)力發(fā)電仿真平臺，詳細闡述了該平臺的開發(fā)背景、開發(fā)工具、設(shè)計思路、計算流程及一些需要注意的細節(jié)，如實時性測試；該平臺的建立是為了便于配置更多類型的風(fēng)電機組和更多類型的控制策略，來進行半實物實時仿真，從而為開發(fā)實用的新型控制策略提供必要條件。
　　 （4）最后，文章利用NNARX模型對風(fēng)電系統(tǒng)進行了辨識，測試結(jié)果表明，NNARX借助了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性逼近能力，能夠較好的描述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)特性。隨后，文