变速恒频双馈风电系统风力机转矩模糊PID控制.pdf

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1、第43卷第5期热力发电Vo1．43NO．52014年5月THERMALPOWERGENERATIONMay2014变速恒频双馈风电系统风力机转矩模糊PID控制于会群。，高扬，张浩。，彭道刚(1．同济大学电子与信息工程学院，上海200O92；2．上海电力学院自动化工程学院，上海200090)[摘要]由于环境风速变化的随机性和不确定性以及风电系统非线性、强耦合的特点，如果采用传统PID控制，仅以特定的PID参数难以在不同风速下对风力机转速进行实时跟踪控制。在变速恒频双馈风电系统中，针对变速风力机非线性

2、、转动惯量大的特点，根据风力机最大风能追踪特性，在低于额定风速下，提出了风力机转速跟踪的模糊PID控制策略，从而使风力机在最佳转矩下运行。通过仿真试验，验证了模糊PID控制的调节品质，表明其对非线性系统风力机具有良好的控制效果。[关键词]变速恒频双馈风电系统；风力机转矩；最大风能追踪；模糊PID控制[中图分类号]TM614；TK323[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2014)05—0049—05[DOI编号]i0．3969／j．issn．1002—3364．2O14．05．049F

3、uzzyPIDcontrolofvariablespeedconstantfrequencywindturbinesystemYUHuiqun，GAOYang。，ZHANGHao，PENGDaogang(1．CollegeofElectronicsandInformationEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China；2．CollegeofAutomationEngineering，ShanghaiUniversityofElectricPo

4、wer，Shanghai200090，China)Abstract：Asthewindspeedisrandomanduncertain，andthewindpowersystemisnonlinearandstrongcoupling，onlyaspecificsetofparametersinthetraditionalPIDcontrolcanhardlyachievethereal-timespeedtrackingforwindturbineatdifferentwindspeeds．I

5、nthevariablespeedcon—stantfrequency(VSCF)doubly-fedwindpowersystem，thecharacteristicsofwindturbinearenonlinearandthemomentofinertiaisgreat．Accordingtothemaximumwindenergytrackinglea—tures，thefuzzyPIDcontrolstrategyforwindturbinespeedtrackingbelowthera

6、tedwindspeedwaspresented，SOthewindturbinecanoperateatthebesttorque．ControleffectofthefuzzyPIDwasverifiedthroughthesimulation．Theresultsshowthatitcanachievegoodcontroleffectinthespeedcontrolofwindturbinenonlinearsystem．Keywords：VSCFdoubly—fedwindpowers

7、ystem；torqueofthewindturbine；maximumwindener-gYtracking；fuzzyPIDcontrol变速恒频双馈风力发电技术是目前最具优势的转速跟随风速变化，保持最优叶尖速比，实现最大风风力发电技术之一，为当前风力发电研究领域的热能跟踪，达到最大输出功率。在传统的控制中，为了点。变速恒频风力发电系统在额定风速以下运实现风力机转速的快速跟踪，需要建立风力发电系行时，通过对风力机转矩进行跟踪控制，使风力机的统的准确数学模型。但是，对于环境风速的不断变收稿日期：

8、2O13—11一l6基金项目：国家自然科学基金重点项目(61034004)；上海市教育委员会科研创新项目(12YZ142)作者简介：于会群(1978一)，女，黑龙江哈尔滨人，博士，讲师，从事电站自动化、计算机测控技术的教学与研究。E-mail：yuhuiqun@shiep．edu．cn50热力发电化，变速恒频双馈风力发电系统的数学模型非常复杂。此外，对于具有高阶、非线性、强耦合、多变量特性的时变系统风力机，采用常规PID控制会使控制系统响应速度过慢，造成系统震荡等问题。对此，本文设