大型風(fēng)力機(jī)變槳距控制技術(shù)研究.pdf

1、在能源消耗日益增長瀕臨枯竭，環(huán)境污染日漸嚴(yán)重的今天，作為可再生綠色能源的風(fēng)能成為世界各國普遍重視的能源，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也成為各國學(xué)者競相研究的熱點。變槳距功率控制是當(dāng)今大型風(fēng)力機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文對風(fēng)力機(jī)變槳距控制技術(shù)從仿真到試驗、從理論到實踐進(jìn)行了較為全面的深入研究。論文首先從變槳距風(fēng)力機(jī)空氣動力學(xué)進(jìn)行研究，得出變槳距變速恒頻控制的理論基礎(chǔ)，并通過數(shù)學(xué)模型仿真，最終驗證其理論的合理性；針對國內(nèi)的加工水平和相關(guān)元器件，從快速性、節(jié)能、安

2、全性三方面考慮，設(shè)計了電液比例變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并依據(jù)設(shè)計搭建了變槳距風(fēng)力機(jī)半物理仿真試驗臺，試驗臺中風(fēng)力機(jī)變槳距機(jī)構(gòu)、控制器都是真機(jī)，而風(fēng)力機(jī)的其它部分都采用數(shù)學(xué)模型代替，整個半物理仿真試驗臺相當(dāng)于一臺變槳距風(fēng)力機(jī)。在此試驗臺上對開機(jī)、低于額定風(fēng)速、高于額定風(fēng)速、暫停、正常關(guān)機(jī)、緊急停機(jī)等各項工況進(jìn)行試驗，最終結(jié)果均能滿足變槳距控制要求；由于變槳距風(fēng)力機(jī)具有很強(qiáng)的非線性，采用傳統(tǒng)的PID控制效果并不十分理想，采用預(yù)測控制進(jìn)行變槳距控制，

3、通過支持向量回歸實現(xiàn)變槳距風(fēng)力機(jī)非線性系統(tǒng)的辨識，由于電液比例變槳距機(jī)構(gòu)的差動回路設(shè)計和風(fēng)力負(fù)載的單方向性，在槳葉順槳、逆槳時預(yù)測模型是不同的，同時考慮到齒輪箱負(fù)載沖擊破壞，在預(yù)測控制的同時增加了扭矩的有限約束，提出了基于支持向量機(jī)雙模型切換有限約束的風(fēng)力機(jī)變槳距預(yù)測控制算法，在變槳距風(fēng)力機(jī)半物理仿真試驗臺上進(jìn)行試驗，最終結(jié)果表明通過該算法發(fā)電機(jī)輸出功率和齒輪箱扭矩都比傳統(tǒng)PID控制更加穩(wěn)定。此外電動機(jī)的獨(dú)立槳葉控制也是變槳距控制的一種