兆瓦级永磁直驱风力发电机组变桨距控制策略研究

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1、分类号密级兆瓦级永磁直驱风力发电机组变桨距控制策略研究研究生姓名：赵正黎指导教师姓名、职称：张发明教授学科专业：电气工程研究方向：复杂机电系统的信息集成和协调控制湖南工业大学二零一五年十二月九日分类号密级ｉ＊０兆瓦级永磯直驱风力发电机组变奖距控制策略研究民ｅｓｅａｒｃｈｏｎ化ｅＶａｒｉａｂｌｅＰｉｔｃｈＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙｏｆＭＷＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＤ－ｉｒｅｃｔｄｒｉｖｅｎＧｅｎｅｒａｔｏｒｆｂｒＷｉｎｄＴｕｒｂｉｎｅ研

2、究生姓名：赵正黎指导教师姓名、职称：张发明教授学科专业；电气工程研究方向：复杂机电系统的信息集成和协调控制－论文答辩日期＞４－化／口答辩委员会主席＾４＾＾湖南工业大学二零一五年十二月九曰湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全

3、意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名；正日期：知）店年／巧作日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，艮Ｐ；学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可Ｗ公布学位论文的全部或部分内容，可Ｗ采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国或有家湖关南省部口规定送交学位论文。作签：０者名；》／导师签／名日；期多年月日私遂劲＾摘要风力发电控制技术对风电机组的正常、安全、可靠以及高效地运行起着关键性的作用，关于风力发电控制

4、技术的研究越来越受到专家学者们的重视。随着风电技术的快速发展，为了提升风电系统的性能，对变桨距控制技术也提出了更高的要求。本文在研究风力发电的变桨距原理以及基本理论的前提下，构建了风力发电系统的相关部分的数学模型，并且在变桨距控制中运用模糊PID控制，降低系统外部的扰动以及参数变化带来的影响。除此之外，因为难以精准地制定模糊PID控制的规则，将支持向量机与模糊PID相结合，通过对风机实时运行的数据样本进行学习，达到对变桨距控制系统的结构和控制参数的不断优化。针对常规PID变桨距控制的不足，提出了一种以模糊P

5、ID为基础的变桨距控制方法，该方法将模糊控制与PID控制相结合，在随机风作用下对风电机组的模糊PID变桨控制器进行仿真，仿真结果表明该模糊PID控制器具有良好的动态性能及对风速扰动的鲁棒性，能够有效改善风力发电机组的变浆距系统控制效果。模糊控制是一种基于经验规则的控制，控制规则制定后不会随意改变，为了增强系统的自学习性和可预见性，提出一种基于在线支持向量机的模糊PID变桨距控制的改进方法，该控制方式是在前期通过模糊PID控制得到相应的数据样本用于支持向量机学习训练，得到的控制器的初步参数以及基本结构，在学习

6、训练达到一定程度后，切换到支持向量机控制器来控制，采取相应的在线学习机制优化控制系统的性能。通过仿真对比表明了，基于在线支持向量机的模糊PID变桨距控制，改善了风电机组变桨距的控制性能，对随机风速具有较强的鲁棒性，能更平稳地调节桨距角，保证风电机组输出稳定的功率。关键词：风力发电系统，变桨距，模糊PID控制，支持向量机IABSTRACTWindpowergenerationcontroltechnologyplaysakeyroleinnormal,safe,reliableandefficientoper

7、ationofthewindturbine,andresearchonwindpowercontroltechnologyisdrawingmuchattentionfromexpertsandscholars.Withtherapiddevelopmentofwindpowertechnology,thepitchcontroltechnologyhasbeenalsoputforwardhigherrequirementsinordertoenhancetheperformanceofthewindpo

8、wersystem.Inthispaper,themathematicalmodelofwindpowergenerationsystemhasbeenbuiltonthetheprincipleandthebasicpremiseofthetheoryresearchofwindpowerpitch,andthefuzzyPIDcontrolhasbeenusedtoreducetheinfluenceofth