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兆瓦级风力发电机组变桨系统模糊控制研究


应用技 ■  太 原 科 技  2 1 0  第 1期 可 口 凰 s 0 匿 ∞ 0年 凰 l    @  @   。   |  甘 々 #薯     i 搿≯ ’赫 赫鸯 癌    鬈  文 章编 号 :06-87 2 1 ) 10 9 — 2 10 - 7 (0 0 0 — 0 3 0  4 拍 囊  t 屯机鲁雾j  t t 豢 耘  克  刘 齐 臣, 可 心  王 ( 兰州交通 大学电信学院 ,甘 肃 摘 兰州 70 7 ) 300  要 : 据 变 桨 距控 制 系统模 糊 节距 器 的设 计 思路 和模 糊 控 制 器 的 结 构 ,设 计 了在 高 于 额 定 风 速 时 的模 糊 节距 控   根 制 器 , 阐述 了其 基 本 原 理 和技 术特 点 。   关 键 词 : 瓦级 风 力 发 电机 ; 桨 系统 : 糊控 制  兆 变 模 中 图分 类号 : M 64 T 1  文献 标 志 码 :   A 在资 源能 源 日趋 紧张 的今 天 ,可再 生 资源 ( 风  能 、太 阳能等 )的开 发及 利用 ,已经受 到全 球 的高  度重视 。风 能 的开发利 用是 可再 生 能源 中发 展速 度  最快 的清 洁能源之 一 ,也是 最具 大规 模 开发 利用 和  电机最大功率捕获及其风力发 电机组系统鲁棒性等  各 方 面均取 得 了 比较 理想 的控 制效果 [  2 】 。 12 模糊 控制 器 的结构  . 模 糊 控 制 器 的 结 构 是 不 确定 的 ,具 有 多 样 化 。   可 以根 据 被控 对象 的实 际情 况 .确 定输 入 变量 和输  出变量 的形 式 与数 量 。一 般情 况 下 ,输 入 变量 采用  输 出变 量 与给 定变 量 的误 差 与误 差 变化 率 .通 常用  商业化发展前景的可再生能源。   风 能虽然 是一 种可再 生 能源 ,然 而 它稳定 性较  差且能量密度低 ,由于 自然界中空气流动形成风 ,   故 风 向及 风速呈 现 随机变 化 ,导致 风对 风力 机 叶轮  的叶片攻 角不 断发生 变化 ,致 使 叶尖速 常 常偏 离最  佳状 态 值 ,影 响 了风 力 发 电机 组 系统 的发 电效 率 ,   E( e 或 )与 EC ( e )表示 ;输 出变 量 则 为被 控  或 c 对 象 变量 的变 化 ,通 常用 l表示 。在兆 瓦级 变 桨距  , 主动 失速 型 风力 发 电机 组 的变 桨距 控 制 系统 中 ,在  高 于额 定 风 速 时 ,通 过 改 变 节 距 角 来 控 制 功 率 输  出 ,保 证 恒 定 的 功率 值 【 3 】 入 变量 为 给定 功 率 与  。输 当前输 出 功率 的偏 差 值 和功 率 的变 化率 .输 出变 量  并引起传动系统的不稳定 ,会对接人的正在运行 的   电网产 生一 定 的冲击及 造成 较差 的电能 质量  变 桨  控制理 论则是 靠 改变风 轮 吸收风 能 能量来 调 节输 出  能量 ( 电能 ) ,从 而减 少 对 电 网 的冲击 ,提 高 电能  质 量【 ” 。因此 ,研 究 一 种 能时 刻 根据 风 能 情 况 改变  是桨叶的节距角 ,故采用双输人单输 出的系统 ( 见  图 1。 )  叶片桨距的控制系统 ,对提高风力发电机发 电效率  具有 非常 重要 的意义 。   1 变桨 距控 制 系统 模糊 节距器 的 设计    11


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