風機最大功率點跟蹤的湍流影響機理研究與性能優(yōu)化.pdf

1、風力發(fā)電作為最具有商業(yè)化潛力的可再生能源形式之一，逐漸受到各國的廣泛關注。如何使風電機組最大效率地吸收和轉(zhuǎn)化風能是風力發(fā)電需要解決的首要問題。
　　隨著高風速低湍流的理想風場資源逐漸開發(fā)殆盡，幅員遼闊且同樣適用于風力發(fā)電的低風速地區(qū)逐漸受到關注。然而，低風速地區(qū)的風速幅值低、湍流強度大，為風電機組運行帶來了不利于風能捕獲的環(huán)境。
　　面對應用場景從理想風場向低風速風場的轉(zhuǎn)變，風力機慢動態(tài)性能與湍流風速快速變化的矛盾愈發(fā)顯著，

2、使得傳統(tǒng)最大功率點跟蹤控制難以獲得滿意的控制效果。因此，本文在不改變風力機結(jié)構(gòu)和控制器結(jié)構(gòu)設計的前提下，圍繞湍流對最大功率點跟蹤的影響，以及考慮湍流的最大功率點跟蹤的控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化兩個方面展開研究，以期進一步提升低風速條件下最大功率點跟蹤的性能。主要獲得以下結(jié)果:
　　1.探索和分析了最大功率點跟蹤的影響因素及其作用機理。具體地，將影響跟蹤效果的因素歸為動態(tài)性能和跟蹤要求兩大方面，并以此為指導，圍繞湍流特性和風機結(jié)構(gòu)特性提取出多

3、個具體的影響因素，包括平均風速、湍流強度等。研究結(jié)果表明，湍流特性和風力機結(jié)構(gòu)都會影響最大功率點跟蹤的效果。因此，在應用最大功率點跟蹤控制時，需要全面考慮上述因素的影響，并相應調(diào)整控制系統(tǒng)參數(shù)。
　　2.針對湍流導致的自適應轉(zhuǎn)矩控制中轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)異常的問題，對其搜索范圍進行限定。該方法以湍流特性與轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)的統(tǒng)計關系為指導，設定轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)的上下限值，以此剔除轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)的異常值。研究結(jié)果表明，該方法能夠提高風能捕獲效率。

4、>　　3.對基于收縮跟蹤區(qū)間的最大功率點跟蹤控制的跟蹤區(qū)間進行優(yōu)化。鑒于跟蹤區(qū)間的優(yōu)化與湍流特性具有復雜的非線性關系而難以解析描述，本文采用徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡建立平均風速、湍流強度與最優(yōu)跟蹤區(qū)間的映射關系，實現(xiàn)根據(jù)風速動態(tài)優(yōu)化跟蹤區(qū)間。研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)方法相比，該方法具有更高的風能捕獲效率，且具有良好的預測精度和泛化能力。
　　4.針對爬山算法受湍流干擾而出現(xiàn)搜索方向出錯的問題，通過設置最大功率點檢測和停止機制，使風力機跟蹤至