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大型风力发电机独立变桨距控制系统研究

发布时间:2018-01-04 10:10

  本文关键词:大型风力发电机独立变桨距控制系统研究 出处:《中国矿业大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 风力发电 独立变桨距控制 动态加权 模糊PID 神经模糊PID控制


【摘要】:如今,全球都面临能源短缺和生态环境恶化的双重压力。为了缓解这一压力,许多国家在政策、资金和技术等方面都加大了对新能源产业的引导与支持。风力发电在当今的新能源产业中占有举足轻重的地位,近年来一直倍受青睐,发展也很迅速,但仍然面临成本较高和事故频发等诸多问题,所以加大技术上的研究和突破是十分有必要的。 变速变桨距风电系统因具有风能转换效率高、运行相对安全和控制策略易于实现等显著优点,已成为当前风电市场中的主流机型。论文针对大型风电系统的独立变桨距控制系统进行了一定的研究。 首先,,对涉及风电机组的空气动力学理论进行阐述,从而进行变桨距控制过程研究,建立机组各部分子系统数学模型并组建simulink仿真图。 其次,由于变桨距风电机组具有很强的非线性,采用传统的PID控制效果不是十分理想,所以提出风力发电系统模糊PID功率控制方案,以提高功率控制的精度;考虑桨叶所受轴向气动力,提出一种基于目标的动态加权模糊控制方法,提高了叶片受力控制器配合功率控制器组成的变桨距控制系统的总体响应速度和性能。 再次,模糊控制器中的模糊控制规则是根据经验设置的,存在诸多不足,但模糊控制器的模糊规则一旦制定就不能改变,为解决这一问题,控制器中加入可以自学习的神经控制算法,进行模糊规则的学习调整,将神经网络和模糊PID控制相结合设计了一种模糊神经网络PID控制器。另外,针对风速测量误差对桨叶受力的影响,设计前馈控制器,来减小桨叶所受轴向气动力。
[Abstract]:Today, the world is facing the double pressure of energy shortage and deterioration of the ecological environment. In order to alleviate the pressure, many countries in the policy, capital and technology and other areas have increased the guidance and support of the new energy industry, wind power generation occupies a pivotal position in the new energy industry, in recent years has been favored also, the development is very rapid, but still faces many problems such as high cost and frequent accidents, so more research and breakthroughs in technology is very necessary.
Variable speed variable pitch wind power system with wind energy conversion efficiency is high, the operation is relatively safe and easy to realize the advantages of the control strategy, has become the mainstream models in the current wind power market. The independent variable pitch wind power system for large distance control system are studied.
First, the aerodynamics theory of wind turbines is expounded, and then the pitch control process is studied. The mathematical model of each subsystem of the unit is established, and the Simulink simulation diagram is established.
Secondly, because of the variable pitch wind turbine with strong nonlinearity, the effect of traditional PID control is not very good, so the proposed fuzzy PID power control scheme of wind power generation system, to improve the accuracy of power control; blade axial aerodynamic considerations, this paper presents a fuzzy control method based on dynamic weighted target, improve the blade force controller with variable propeller power controller composed of pitch control system overall response speed and performance.
Again, the fuzzy control rules of fuzzy controller is set up based on our experience, there are many shortcomings, but the fuzzy rules of the fuzzy controller once made will not be changed, in order to solve this problem, neural control algorithm with self-learning controller, the fuzzy rules of learning adjustment, the neural network and the fuzzy PID control. Combined with the design of a fuzzy neural network PID controller. In addition, the effect of wind speed measurement error on force of blade, feedforward controller design, to reduce the blade axial aerodynamic force.

【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM315;TP273

【参考文献】

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本文编号:1378067

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