模糊控制在风力发电机组偏航控制系统中应用

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1、第27卷第3期北京建筑工程学院学报Vo1．27NO．32011年9月JournalofBeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitectureSep．2011文章编号：1004—6011(2011)03—0044—05模糊控制在风力发电机组偏航控制系统中的应用杨伟欢，叶安丽，马鸿雁(北京建筑工程学院电气与信息工程学院，北京100044)摘要：由于风能的随机性和不稳定性等特点，传统的偏航控制很难取得很好的控制效果．为了解决偏航系统跟踪风向的变化这一问题，提出了把模糊控制应用于偏航系统，并

2、设计了一种模糊控制器．通过仿真研究，并与PID控制器的控制效果进行比较，结果表明模糊控制系统能够更快更准确地跟踪风向的变化，具有较好地控制性能，从而确保偏航系统的性能更加稳定．关键词：风力发电机；偏航控制系统；跟踪风向；模糊控制中图分类号：TM315；TP273．4支献标志码：AYawControlSystemofWindTurbineBasedonFuzzyControlYangWeihuan，YeAnli，MaHongyan(SchoolofElectricityandInformationEngineering，BUCEA

3、Beijing100044)Abstract：BecauseoftherandomnessandinstabilityOfthewind．ithasobtainedthelOWcontroleffectinthetraditionalyawcontro1．Inordertosolvethisproblemonmakingyawsystemtrackwinddirection，themethodofapplyingfuzzycontroltotheyawsystemispresented，anditsfuzzycontroller

4、isdesigned．Thesimulationresearehwascarriedoutinthispaper．ComparedwiththeeffectofPIDcontroller，simulationresultshowsthatfuzzycontrolsystemisabletotracksthewinddirectionmorequicklyandexactly，itcangethigherstabilityandreliability，anditisensuredmoresteadily．Keywords：wind

5、turbine；yawcontrolsystem；winddirectiontrack；fuzzycontrol全球能源紧缺问题日益加剧，风能、太阳能等可偏航机构的启动、调节、停机、故障保护等操作．再生能源的开发利用正在发挥着越来越重要的作用．现在，全球都在关注环境污染问题，致力于减少1风力发电机组控制系统概述二氧化碳排放量，这也是推广风能在全球应用的重要动力．风力发电作为一种清洁的绿色能源，更具风力发电机组是实现将风能转换成电能的一种有潜在的开发应用价值．由机械、电气及其控制设备组合而成的能量转化系偏航控制系统对于提高风力发电

6、机组的稳定性统，包括风轮机、齿轮箱、发电机、变换器及控制装置和风能的利用效率有着决定性的作用．由于风能是等．风力发电机组的原理框图如图1所示．随机性的，风力的大小和方向时刻变化，因此风力发风轮在风力的作用下旋转，将风的动能转变为电机组的偏航控制系统是复杂多变量非线性的控制风轮机的机械能；齿轮箱连接低速转动的风轮和发系统，具有不确定和多干扰等特点，它必须根据风力电机，通过齿轮传动增速，将动力传给发电机；发电大小及电能需要的变化及时通过控制装置来实现对机则将机械能转化为电能；整流器将发电机的交流收稿日期：2011一O6—24作者简介

7、：杨伟欢(1986一)，女，硕士研究生，研究方向：控制理论与控制工程第3期杨伟欢等：模糊控制在风力发电机组偏航控制系统中的应用45电转化为直流电，逆变器将直流电转化为与电网电偏航系统的模型为：压同频率、同相位的交流电，然后通过变压器馈入0=l0一0rl电网．0：偏航角；0：风向角度，相对于叶轮迎风面法线方向角度；：风力机叶轮角度，通常，0=0。．偏航控电网制流程如图3所示．图1风力发电机组的原理框图2偏航控制系统为了最大限度地捕获风能，主流的风力发电机图3偏航控制流程图都具有偏航控制功能，控制风轮的迎风面始终与风由于来源于风向传

8、感器的偏航控制信号位于下向垂直．风力发电机组的偏航系统也称为对风装风向，受到紊流等各种不利因素的影响，且自身的侧置，它由四个偏航电机完成，主控系统通过开关量控向精度也存在不足，使得控制信号都不甚理想，因而制四个偏航电机向左或向右转动机舱．导致对风精度不高．因此，