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1、风力机变桨距控制策略研究戴媛媛,等风力机变桨距控制策略研究ResearchonStrategiesofVariablePitchControlforWindTurbine戴媛媛贾建芳张吉宣曾杰(中北大学计算机与控制工程学院,山西太原030051)摘要:作为目前大型风力发电机组中应用最广泛的控制技术之一,变桨距控制在风速高于额定风速时,可以有效提高系统效率以及输出功率的稳定性。然而,风力发电机系统的复杂性、非线性以及空气动力学的时变性对变桨距控制产生影响。因此,变桨距系统的控制策略成为了风力发电技术的关键。对变桨距控制的工作方式以及关键性问题进行了研究,针对
2、风电机变桨距系统的非线性、多变量、强耦合和时变性等特点,总结归纳了变桨距系统控制策略的研究现状,分析了不同控制策略的优缺点。最后,对变桨距系统控制技术的发展趋势进行了分析。关键词:风能风力发电机支持向量机径向基函数粒子群优化算法智能控制PID控制H鲁棒控制∞中图分类号:TH137;TP271文献标志码:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201611006Abstract:Asoneofthemostwidelyappliedcontroltechnologyinthelarge-scalewindturbinegener
3、ationunits,thevariablepitchcontrolcaneffectivelyimprovetheefficiencyofthesystemandthestabilityoftheoutputpowerwhenthewindspeedexceedstheratedwindspeed.Butthecomplexity,nonlinearityofwindturbinegenerationsystemandthetimevaryingofaerodynamicsbringeffecttovariablepitchcontrol.Therefo
4、re,thecontrolstrategyofvariablepitchsystembecomesthekeytothetechnologyofwindpowergeneration.Theworkingmodeandthekeyissuesofvariablepitchcontrolarestudied,aimedatthefeaturesofvariablepitchsystemofwindturbine,e.g.,nonlinear,multivariable,strongcouplingandtime-varying,theresearchstat
5、usofthecontrolstrategiesofvariablepitchsystemsummarized,andtheadvantagesanddisadvantagesofdifferentcontrolmethodsareanalyzed.Finally,thedevelopmenttrendofvariablepitchcontroltechnologyisanalyzed.Keywords:WindpowerWindturbineSVMRadialbasisfunctionParticleswarmoptimizationalgorithmI
6、ntelligentcontrolPIDcontrolHrobustcontrol∞0引言1变桨距系统及其关键性问题风能是一种绿色、可再生的新能源。我国风力资根据不同风速下变桨距系统控制方式的不同,将[3]源丰富,总量约为32亿kW。其中,陆地上可利用的风风力发电机组的运行状态分为3类。力资源共有2.5亿kW,加上近海的风能资源,可开发①起动状态。发电机并网前,桨距角给定值由发的风能资源共有10亿kW以上。利用风力发电替代电机转速信号控制,变桨执行器根据给定转速的参考传统的发电技术,对我国的电力发展有着很重要的促值调整桨距角β,从而使得发电机转速保持在同步
7、转进作用。但是,我国风电技术发展较晚,大多数大容量速附近,确保并网稳定,此时系统为转速控制。风力发电装置依靠进口。要实现风电机的自主生产,②欠功率状态。发电机并网后且风速低于额定风需要掌握风电机的控制技术。最早的风力发电机主要速时,为了使风力机具有最大风能捕获率,将桨距角调采用定桨距控制,但这种控制方式风能利用率低且输节为β=0°且保持不变,此时,发电机功率小于额定出功率不稳定。20世纪90年代以后,变桨距作为一功率。种可有效提高风力发电系统效率以及稳定性的控制技③额定功率状态。当风速高于额定风速时,变桨术,成为了大型风力发电机组控制中应用最广泛的控距控制
8、方式转换为功率控制,系统根据输出功率与给[1-2]制技术之一。因此
