風力發(fā)電機智能偏航控制系統(tǒng)研究.pdf

1、電能作為一種應用最廣泛和最方便的二次能源，已經成為當今社會發(fā)展必不可少的條件。隨著社會經濟的發(fā)展，人們對電能的需求量也不斷的提升。風能作為一種可再生資源，已經越來越受到人們的重視。在眾多的可再生能源中，目前發(fā)展最快、商業(yè)化范圍最廣、最為經濟的，當數(shù)風力發(fā)電。
　　 風力發(fā)電機的控制系統(tǒng)和偏航機構本身都存在一定的滯后性，當風向和風速頻繁變化時，風機葉輪迎風面無法準確對準風的來向，隨之而來的系統(tǒng)對風的跟蹤失效問題會影響風力發(fā)電機的效

2、率。風向和風速頻繁變化也會導致偏航機構頻繁動作，使機械損耗加快，從而影響偏航機構的壽命。此外控制器無法方便參數(shù)設置，風機的運行狀況也無法方便的實時進行監(jiān)控。這一系列的問題都給風力發(fā)電系統(tǒng)帶來了影響，研究和解決這些問題具有深遠的意義。
　　 為解決這些問題，本文設計了一種基于優(yōu)化卡爾曼濾波偏航控制算法的控制器，對風向量進行預測，并利用小時間尺度范圍內風向在一定范圍內作擊期性變化的特性，對結果進行優(yōu)化。該系統(tǒng)能夠在一定程度上預測風速

3、和風向的變化，使得偏航機構能夠提前動作，消除控制器和系統(tǒng)的滯后性，從而使風機能夠準確對風，提高發(fā)電效率，又能夠解決因為風速和風向的頻繁變化引起的偏航機構頻繁動作的問題，降低機構的動作頻率和幅度。同時系統(tǒng)還具有一定的魯棒性，能夠在環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化時保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。仿真結果表明，該控制方法使偏航系統(tǒng)的性能得到明顯改善。
　　 隨后本文對風力發(fā)電智能偏航控制系統(tǒng)進行了基于ARM內核的三星S3C2440AL處理器的硬件設計，并對通信部