大型風(fēng)力發(fā)電機的魯棒自適應(yīng)控制研究.pdf

1、優(yōu)化發(fā)電結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展新能源已成為當(dāng)今世界各國能源發(fā)展的主要方向。風(fēng)能是一種清潔無污染的可再生能源，并以其巨大的優(yōu)越性和發(fā)展?jié)摿κ艿饺藗兊那嗖A。深入研究大型風(fēng)力發(fā)電機組的各項技術(shù)對于實現(xiàn)風(fēng)力機國產(chǎn)化并持久開發(fā)風(fēng)能，對最終實現(xiàn)我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整都具有重要意義。為了降低風(fēng)電成本和滿足風(fēng)機裝機總量飛速增長的需求，風(fēng)力發(fā)電機向單機大型化的方向發(fā)展，并同時帶來了很多新的技術(shù)問題。控制技術(shù)作為風(fēng)力機組的關(guān)鍵技術(shù)，它擔(dān)負保障風(fēng)力機組的安全高效運行的重要

2、任務(wù)。由于風(fēng)能具有能量密度低、隨機性和不穩(wěn)定性等特點且風(fēng)力發(fā)電機組是一個復(fù)雜的多變量非線性不確定系統(tǒng)，傳統(tǒng)的PID控制技術(shù)難以獲得理想的控制效果，對風(fēng)電系統(tǒng)進行全局控制以及引進先進的控制理論具有非常重要的意義。
　　本文首先對風(fēng)力機空氣動力學(xué)和風(fēng)力發(fā)電機組的控制過程進行了探討，對大型風(fēng)力發(fā)電機組的特點和運行狀況進行了詳細介紹，并在對大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和控制理論進行深入研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用魯棒自適應(yīng)控制理論，解決風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中

3、系統(tǒng)參數(shù)時變不確定性以及外界擾動問題，實現(xiàn)具有自適應(yīng)能力和魯棒性的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制。所提控制算法結(jié)構(gòu)簡單，不依賴系統(tǒng)自身參數(shù)，使得控制器能夠適應(yīng)各種型號的風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)。
　　在低風(fēng)速區(qū)，提出了一種變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的速度跟蹤魯棒自適應(yīng)控制，該控制器考慮了風(fēng)力機可能出現(xiàn)的風(fēng)速測量或估計不準(zhǔn)確及風(fēng)能利用系數(shù)在風(fēng)機運行過程中的偏移，在這些不確定因素的影響下所提出控制器仍然能夠達到快速穩(wěn)定的跟蹤控制，實現(xiàn)最大功率點跟蹤，確保低風(fēng)速區(qū)的最大

4、風(fēng)能捕獲。
　　針對高風(fēng)速區(qū)，在分析大型風(fēng)力發(fā)電機組承受的不平衡載荷的基礎(chǔ)上提出了克服不平衡載荷的獨立變槳控制。首先建立了精確描述變槳機構(gòu)系統(tǒng)動態(tài)特性的非線性模型，該模型考慮了作用在葉片上的幾乎所有的力矩，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了魯棒自適應(yīng)獨立變槳控制器和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制器，克服了非線性模型中的時變不確定參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，在控制器設(shè)計中考慮了變槳系統(tǒng)中電機執(zhí)行器的動態(tài)特性，提出了一種基于Backstepping的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)的獨