基于RBFNN的风电机组变桨距反推滑模控制

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1、第32卷第1期计算机仿真2015年1月文章编号：1006—9348(2015)01一0122—05基于I灌FNN的风电机组变桨距反推滑模控制宋杰，王宪锐，董晓斐，张丹(德州供电公司，山东德州253000)摘要：在风力发电变桨距优化控制问题的研究中，针对具有不确定性的非线性风电机组，设计了基于径向基函数神经网络(RBFNN)的风电机组变桨距反推滑模控制器。首先应用精确反馈线性化理论将原菲线性系统模型进行全局线性化处理，再应用RBFNN对不确定项进行逼近，结合滑模控制和反推法，设计反推滑模控制器(BsMc)，保证了高风速下风机的稳定性，抑制了

2、不确定项对系统的影响，避免了传统反推法存在的计算复杂问题。通过与传统滑模控制器(sMC)进行仿真对比，结果表明，RBFNN—BsMc能够很好地稳定风电机组的输出功率，具有较强的鲁棒性。关键词：风电机组；变桨距控制；精确反馈线性化；径向基函数神经网络；滑模控制；反推法中图分类号：TM743；TP391．9文献标识码：BVariablePitchB粕l【steppiIIgSlidingModeControlofWiIldTurbineBasedonRBFNNSONGJie，WANGXian—mi，DONGXiao—fei．ZHANGDan(D

3、ezhouPowerSupplyComp粕y，Sh锄dongDezhou，253000，Chi眦)ABSTRACT：IntIlispaper，av耐ablepitchbacksteppingslidingⅡ10decontIDUer0fwindtIlrbinebasedonmdialbasicfunctionneuralnetworkw鹧proposedfor“ndtⅢ．bineswithgreIltuncenainties．neschemeconductedtlle丽gi-nalnolllinearsystemmodel0ftlledo

4、bal1inearizationfirstThen，ontIleb鹊isof珀小a1b鹪icfunctionneumlrletwork，theuncertaimieswere印proached．Andslidingmodecontmlw髂coⅡlbinedwi山backsteppingmetllodtodesi印b们k-steppingslidingmodecontroller．ThedesignedcontmUergua啪teedstllestabilityofwindtIlrbineunderhigh“ndspeedandrestra

5、inestheeffectsofuncertaintiesont11esystem，andtlleexplosionofco。nple】(ityin砸lditionalbackst印-pingdesignisavoided．Comp撕ng衍th的ditionalslidingmodecontmUer，tlleresllltsoftllesimulationindieatetllatthedesignedcontrollercallstabilizetheoutput眇werofwindturbines粕dbehave幽sdy．KEYWoR

6、DS：Windturbinegenerator；VaJiablepitchcontml；Exactfeedbacklir呦riz8tion；Radialb船icfuncti∞neuralnetwork；Slidjng—modecontml；B8cksteppingmethod1引言风力发电被认为是一种具有广泛应用前景的新能源。但由于风力发电机组输出功率会随风速的随机变化大幅波动，难以满足风电机组并网要求。当风速在额定风速以上时，风电机组通过改变浆距角从而保持稳定的功率输出。因此，研究风电机组的变桨距控制系统具有重要意义。目前变桨距控制策略

7、主要有分段PI控制⋯、最优跟踪控制‘“、模糊控制‘⋯、滑模控制‘“、鲁棒控制‘51等。其中滑模控制(slidingmodecontml，SMC)由于具有响应速度快、易于实现等优点而被广泛应用于变桨距控制系统中M‘8J。尽管基金项目：贵州电网公司重大科技项目(12H0594)．；四川省科技支撑项目(2叭1Gz0036)收稿日期：2014一03—24—122一传统滑模控制鲁棒性强，但风速频繁波动时不能保证系统在有限时间内收敛，影响系统的稳定性。而动态特性良好的反推法可以弥补传统滑模控制的这些缺陷。反推法p一划是在逐步递推的过程中引入中间虚拟控

8、制量并基于李亚普诺夫稳定性理论设计整个系统控制器。尽管其具有良好的动态性能，但它由于计算复杂而使得控制器难以实现。基于上述分析，本文针对风力发电机组的平衡点随风速不断变化而改变的情况，先将其非