风力发电机组性能分析的模糊综合评判方法

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1、风力发电机组性能分析的模糊综合评判方法（甘肃龙源风力发电有限公司甘肃兰州735200）摘要：针对目前风力发电机组性能分析评价研究一般仅局限于某一方面,不能全面反应发电机组系统性能问题，木文利用模糊数学理论,探讨了从技术经济、功能设置、可靠性及维修性四个方面来综合评判风力发电机组系统性能的方法和过程。文章首先简述了风力发电机运行特征，然后分析了风力发电系统的现代控制技术，最后重点探讨了模糊控制在风力发电机组控制中的应用设计。关键词：风力；发电机组；综合防雷■1八.、•一、刖§随着经济的发展，对新能源一风力资源的开发利用

2、，越来越受到社会的重视，风机发电机组性能是一个综合性的工程，直接关系到风机在雷雨天气时能否正常工作，并且确保风机内的各种设备不受损害。二、风力发电机运行特征风能是当今典型的可再生能源之一，是目前主要的石化能源代替品。近几年，随着我国风能利用能力的提升和相关风能设备的成熟，国内各地风力发电厂不断涌现，风电机组的规模也在不断扩大。面对日益增加的风力发电机组规模和数量，各种故障的发生可能性也随之增加，使得风电场发电机组的维修费用也在不断上升。经有关数据统计得出，不少风力发电厂的发电机组维护费用已经达到总成木的五分之一以上。

3、因此为了更好的确保风力发电机组的稳定、安全、经济运行，对风力发电机运行特征进行研究势在必行。1、风电场的生产特征当前我国大部分地区的风电场都处于盛行风地带，且这些地区每年约有半年以上的盛行风。这些地区的风力发电总量占当地电能总量的四分之三以上,甚至在无风时期都不愁电能供应问题。就风电场的生产经营而言，它在正式投入运行自怀中主要的运营成本包含了设备的折旧费、人工成本、银行利息、检修费用等。其中以检修费用最为突出，但也是最容易控制的一项。2、风力发电机组故障特征对于一个风力发电厂的电力机组而言，任何一种机组每年都会发生不

4、少于20种常见故障，这些故障冇70%以上都是因为产品质量而造成的。通常来说，风力发电机组内部故障不会对从属设备构成威胁，且这种故障问题的存在对整个发电机组的安全威胁并不大，因此只有在负荷率非常低的情况下方可进行检修，其至不少机组生产商更是明文规定只有在设备停止运行的条件下方可对这类故障进行检修。因此，风力发电机组的故障大多属于内部构件故障运行状态恶化造成的，尤其是传动系统的故障更容易恶化和扩大。三、风力发电系统的现代控制技术1、滑模变结构控制风电机组属于非线性系统，在实际使用过程中复杂多变，也容易受到风向、阵风或负载

5、等变化的影响，所以也不能建立一个完善的数学模型对其进行控制。使用滑模变结构进行控制，将其当作一种间断性的开关。在设定系统的匹配条件后，就只能做定向的滑模运动，不受系统参数变化扰动、高速响应、鲁棒性高、设计轻盈、方便实现等众多优点，确保在参数不稳定吋仍可以实现系统的稳定。符合了风力系统最大功率的设计要求，促进了风力发电机组的良好控制。滑模变结构控制能够较好地抑制外加的干扰对双向反馈变速稳频型风力发电机组的不利作用，保证了控制系统的鲁棒性，唯一的缺点就是系统的抖振现象。最近奋学者提到可以使用高阶滑模变控制方法，就是在高阶

6、微分上使用不连续的控制量，延续了传统滑模的优势，还能较好地消除系统的抖振，使得输出功率维持在稳定状态。2、最优控制风力发电机组的实际运行处在风速多变、干扰多、非线性的恶劣条件下，所以用数学模型来做不到对系统的精确控制，而利用线性模型设计的最优系统来进行控制，可以査找附近的工作点，并借助反馈系统完成人范围的精确解耦线性化，进一步保证风能、风力的最大搜集与控制，这就是风力发电机组中所谓的最优控制。该系统可以很好地处理有功、无功率输出、电功率变化小等之间的相互矛盾，还能较好地抑制因线路故障导致的电压波动。3、模糊控制模糊控

7、制属于高级控制策略，它用到了语言规则、模糊推理两种方法，对被控制对象不需要很精确的数学模型，对非线性因素也不敏感，鲁棒性非常高。模糊控制是一种具有代表性的智能控制方法，在增强风能利用率、进行最大功率跟踪和变速稳频等方面显示出了巨大的作用。典型的例子如：当将其使用于变桨距并网型风力发电机组中时，冇效调节了控制系统的动态性能，还调整了风轮的桨距角、风力机转速和叶尖速比等，保证了风力发电机组功率和频率的稳定输出。与以往使用的PID控制器相比，抖振现象大大减少，系统的效率与质量明显得到提高。依靠TS模糊模型系统，将局部的非线

8、性功能用于风力混合动力发电系统中，再使用语言规将其划分为低级系统。配合最合适的分割吋间序列，再使用线性二次调节系统进•-步提高控制。该方法比过去的控制方式更能抵制外界的扰动，可以较好地适应风速与负载实吋变化的恶劣条件。将最优的模糊控制逻辑使用到双馈异步风力发电机组中，如果发动机转速低于预设的转速，此时依靠整流器和逆变器可以冇效调节发电机的转速，