基于T-S模糊線性化的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)增益調(diào)度控制研究.pdf

1、隨著風(fēng)電規(guī)模化利用的進(jìn)一步推廣，現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(Wind TurbineGeneration System，WTGS)需要從機(jī)械側(cè)或電氣側(cè)增強(qiáng)其負(fù)荷管理能力以向“電網(wǎng)友好型”電源轉(zhuǎn)化。同時(shí)，風(fēng)電市場(chǎng)也從量的擴(kuò)張階段過(guò)渡到質(zhì)的提高階段，其對(duì)度電成本日益重視，更加關(guān)注風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行水平的優(yōu)化與提高。為了改善風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的過(guò)程控制性能，本文從控制任務(wù)、運(yùn)行策略及控制方法等各方面開(kāi)展了以下研究工作:
　　隨著風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制任務(wù)的改變

2、，本文以氣動(dòng)系統(tǒng)風(fēng)能利用系數(shù)調(diào)節(jié)為切入點(diǎn)，基于經(jīng)典運(yùn)行策略，提出了一種與之兼容的大范圍功率可調(diào)運(yùn)行策略，其中，以解耦協(xié)調(diào)方法重點(diǎn)解決了額定風(fēng)速以下變速變槳雙自由度控制回路的耦合問(wèn)題，從而初步實(shí)現(xiàn)了全工況下的深度負(fù)荷管理。通過(guò)不同運(yùn)行區(qū)域下的仿真分析，驗(yàn)證了上述運(yùn)行策略可有效地跟蹤功率調(diào)度值，符合預(yù)期響應(yīng)特性。
　　考慮風(fēng)力發(fā)電過(guò)程的直接數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)，本文結(jié)合機(jī)理模型推導(dǎo)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)算法，提出了一種有效風(fēng)速在線估計(jì)解決方案?；趯?shí)際測(cè)量數(shù)

3、據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試，仿真驗(yàn)證了該方法能夠獲取氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩與風(fēng)速之間的高精度非線性逆映射模型，使風(fēng)速得以準(zhǔn)確估計(jì)并使估計(jì)誤差滿(mǎn)足精度要求。
　　相較于傳統(tǒng)增益調(diào)度技術(shù)，本文引入Takagi-Sugeno(T-S)模糊增益調(diào)度算法，并采用T-S模糊比例積分微分(Proportion Integration Differentiation，PID)控制器實(shí)現(xiàn)單一工況點(diǎn)下的控制設(shè)計(jì)，進(jìn)而提出了一種兩級(jí)T-S模糊結(jié)構(gòu)增益調(diào)度技術(shù)完成系統(tǒng)的過(guò)程控制

4、設(shè)計(jì)，給出了相應(yīng)的穩(wěn)定性條件及控制器參數(shù)整定方法。關(guān)于風(fēng)力發(fā)電過(guò)程控制，與傳統(tǒng)PID增益調(diào)度技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，仿真驗(yàn)證了兩級(jí)T-S模糊結(jié)構(gòu)增益調(diào)度技術(shù)具有更好的過(guò)程控制性能。
　　基于一類(lèi)仿射非線性參數(shù)變化(Affine Nonlinear Parameter Varying，ANPV)模型，本文對(duì)其采用T-S模糊線性化方法得到線性參數(shù)變化(Linear ParameterVarying，LPV) T-S模糊模型，研究了其分段二次李雅