基于風(fēng)特性和風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)特性耦合的檢測(cè)反饋控制研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電，在能源短缺和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的今天，不僅可以利用風(fēng)能取之不盡用之不竭的特點(diǎn)代替常規(guī)能源來(lái)緩解能源危機(jī)，而且可以減少對(duì)環(huán)境的污染，因此可給社會(huì)帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
　　 本課題來(lái)源于蘭州市科技攻關(guān)項(xiàng)目“大型風(fēng)力機(jī)組檢測(cè)及監(jiān)測(cè)反饋控制裝置(項(xiàng)目編號(hào)：2008-1-16)”。本文闡述了大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)于變槳和偏航的基本理論，針對(duì)風(fēng)速、風(fēng)向隨機(jī)變化的特性建立了風(fēng)速數(shù)學(xué)模型；通過(guò)對(duì)風(fēng)力機(jī)柔性傳動(dòng)系統(tǒng)建模，并對(duì)風(fēng)力機(jī)組基于

2、風(fēng)特性和風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)特性聯(lián)合的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，得出風(fēng)力機(jī)組的檢測(cè)反饋控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)風(fēng)特性和風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)特性耦合、充分發(fā)揮風(fēng)力機(jī)性能、提高風(fēng)力機(jī)運(yùn)行效率的重要性。
　　 當(dāng)風(fēng)速和風(fēng)向變化時(shí)，風(fēng)特性和風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)特性原本保持的耦合關(guān)系被破壞，這時(shí)控制器通過(guò)輸出反饋信號(hào)的大小有選擇的調(diào)節(jié)槳葉節(jié)距角(變槳控制)或偏航角度(偏航控制)，使風(fēng)力機(jī)的輸出功率或轉(zhuǎn)速始終保持在耦合范圍內(nèi)，以達(dá)到風(fēng)特性和風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)特性的耦合關(guān)系。
　　 基于風(fēng)

3、特性和風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)特性耦合關(guān)系，提出風(fēng)力機(jī)在風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)的變槳距控制。當(dāng)高于額定風(fēng)速時(shí)，若風(fēng)輪的輸出功率和轉(zhuǎn)速恒定，則通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速也恒定，即能達(dá)到輸出功率的恒定。針對(duì)風(fēng)力機(jī)模型的非線性提出精確反饋線性化的方法，設(shè)計(jì)非線性最優(yōu)控制器。在Matlab/Simulink里搭建仿真模型，通過(guò)輸出仿真結(jié)果分析，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的非線性最優(yōu)控制器能使風(fēng)特性和風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)特性達(dá)到耦合關(guān)系。
　　 對(duì)于風(fēng)力機(jī)的偏航，分為低風(fēng)