大型风力发电机组变桨距控制技术研究

《大型风力发电机组变桨距控制技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第27卷第7期计算机仿真2010年7月文章编号：1006—9348(2010)07一0244-04大型风力发电机组变桨距控制技术研究何玉林，刘军，杜静，李俊(重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400030)摘要：在研究风力发电控制技术中，变桨距控制因其特有的技术特点，常被用在大型风力发电机组中，以保证额定功率点以上输出功率的恒定和机组的安全运行。由于大型风力发电机组的非线性、时变、强耦合等特征，为进一步提高系统的稳定性。用加入单个神经元在线调整模糊控制查询表的变桨距控制算法；并用MATLAB软件对机组控制进行仿真。仿真结果表明，变桨距控制算法具有良好的静、动态特性，能较好地将功

2、率限定在额定值附近。关键词：风力发电机组；变桨距；单神经元；模糊控制；算法中图分类号：TK8文献标识码：AStudyonAdjustablePitchControlTechnologyofLargeScaleWindTurbineHEYu—lin，LIUJun，DUJing，LIJun(StateKeyLaboratoryofMechanicalTransmissionofChongqingUniversity，Chongqing400030，China)ABSTRACT：Theadjustablepitchcontrol，becauseofitsuniquetechnicalc

3、haracteristics。is硪enappliedonLargeScaleWindTurbineGeneratorSystem(WTGS)toensuretheconstantoutputpowerabovetheratedpowerandthesafeoperationofWTGS．Anewalgorithmisdesigned，basedOHtheanalysisofprinciplesofvariablepitchcontroletc，tomodifytheFuzzyControlDemandTableon—linethroushSingleNeuron，accordi

4、ngtothecharacteristicsofmulti—interference，time—varyingandstrongcoupling．MATLABsoftwareisappliedtosimulatethecontroleffectofWTGS．Thesimulationresultsshowthatthepropesedcontrolalgorithmhasgoodstaticanddynamicperformanceandcanlimitthepoweratthevicinityofratedpower．KEYWORDS：Windturbinegenerators

5、ystem；Adjustablepitch；Singleneuron；Fuzzycontrol；Algorithm1引言为了保护地球环境，减少日益枯竭的化石燃料的消耗及减排温室气体CO：，风力发电将是二十一世纪发展最快的一种可再生能源。目前，世界各国都通过立法或给予不同的优惠政策积极激励、扶持和推进风力发电的发展⋯。另外随着计算机技术、电力电子技术、现代控制理论的进步，风力发电的控制技术也由原来单一的定桨距失速控制转向变桨距和变速控制技术，目的都是为了更好地保证风力发电机组的可靠运行，从风场中获取最大能量以及为电网提供良好的电力质量02一“。由于采用变桨距功率调节的风力发电机组可

6、使桨距角随着风速的大小进行自动调节，在高风速段时能保持功率的稳定输出，并使整机的受力状况得到改善，所以选择合适的变桨距控制算法尤为重要。文献[3]利用简单模糊控制器基基金项目：重庆科技攻关计划重点项目(CSTC20ff'／AB3052)收稿日期：2009—03—31修回日期：2009—05—31—244一本实现了风力机工作状态下最大功率的跟踪控制。文献[7]利用“独立变桨”控制策略，即对每一桨叶单独控制，能很好的优化功率、减轻风力机负载。但其控制系统相对复杂，成本相对较高。文献[8]对桨距角采用变论域自适应模糊控制，尽管克服了恒速到恒功率控制器切换引起的输出振荡及控制器中参数整定

7、困难的问题，但当风速快速变化时，控制器响应较慢。文献[9]采用模型参考自适应控制，但如果未对风力机动态特性及风场特性深入了解，将无法建立合理的参考模型。本文首先对风力机动态性能进行分析，然后采用“统一变桨”控制策略，以简单模糊控制器为基础，利用单神经元的自学习和自适应能力调整模糊控制查询表，以达到桨距角随时变风速准确、快速地响应。另外采用误差积分作为神经元的一个输入，相当于加入了一个积分环节；以系统的期望输出作为神经元的输入之一，起前馈补偿作用；又神经元连续的输入输出变量能对简单