風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獨(dú)立變槳距控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前，風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)是對大型風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)的研究，在國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)常用的控制策略是統(tǒng)一變槳距控制，其控制器根據(jù)風(fēng)速的大小和發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況，得出槳葉節(jié)距角的一個值，使三個槳葉的槳距角根據(jù)這個值進(jìn)行統(tǒng)一的變化。雖然統(tǒng)一變槳距控制對風(fēng)能利用率能夠有效的調(diào)節(jié)，改善風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率的特性，但是，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，槳葉的長度也在增加，統(tǒng)一變槳距控制系統(tǒng)不能完全減輕槳葉受力拍打震蕩的情況，造成輸出功率不穩(wěn)定，并入電網(wǎng)時

2、對電網(wǎng)的損害比較大。因此根據(jù)上述情況采用了基于槳葉攻角權(quán)系數(shù)獨(dú)立變槳距控制技術(shù)，在并網(wǎng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)三個槳葉的槳距角分別可以獨(dú)立的變化，在控制的過程中互不干擾，這種控制方法是通過調(diào)節(jié)攻角，使槳葉受力情況得到改善，并且使輸出功率更加的平穩(wěn)。
　　 本文首先介紹了風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和國內(nèi)外的動態(tài)，接著從變槳距風(fēng)力機(jī)空氣動力學(xué)原理的研究入手，分析了風(fēng)速的特性以及變槳距控制的基本規(guī)律和槳葉受力情況。隨后建立了獨(dú)立變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)

3、學(xué)模型，包括風(fēng)速的模型、風(fēng)輪模型、變槳機(jī)構(gòu)模型以及雙饋異步發(fā)電機(jī)模型和槳葉攻角權(quán)系數(shù)模型，并對四種風(fēng)速進(jìn)行仿真分析。獨(dú)立變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一個比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，要求有高標(biāo)準(zhǔn)的伺服機(jī)構(gòu)，因此本文對電動變槳距伺服系統(tǒng)和液壓變槳距系統(tǒng)進(jìn)行了論述，通過在結(jié)構(gòu)和成本上的比較，選擇了電動變槳距的控制系統(tǒng)。由于獨(dú)立變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有多變量、非線性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的PID控制器在風(fēng)力發(fā)電的變槳距控制系統(tǒng)中特別是具有獨(dú)立變槳距控制策略的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，難以

4、獲得較理想的控制效果，所以選擇了模糊控制和PID控制相結(jié)合的模糊PID變槳距控制，并對其進(jìn)行了分析總結(jié)，設(shè)計(jì)了獨(dú)立變槳距自適應(yīng)模糊PID控制系統(tǒng)，通過仿真分析結(jié)果表明了這種變槳距控制方式可以取得較好的控制效果。
　　 獨(dú)立變槳距控制是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變槳距控制的一種重要方法，目前在國外被普遍采用。由于風(fēng)速在空間上分布是不均勻的，所以統(tǒng)一變槳距這種控制策略在槳葉受力情況和捕獲風(fēng)能的能力上還有所欠缺。在加入自適應(yīng)模糊PID的控制算法的變