基于多模型预测的风电机组变桨距控制

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4、图书分类号：TP182学校代码：10079国际图书分类号：004.8密级：公开专业硕士学位论文基于多模型预测的风电机组变桨距控制研究生：李政谦导师：韩璞教授企业导师：王文治高级工程师申请学位：工程硕士专业领域：控制工程培养方式：全日制所在学院：控制与计算机工程学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex:TP182U.D.C:004.8ThesisfortheMasterDegreeVariablepitchcontrolofwindturbinebase

5、donmultimodelpredictionCandidate：LiZhengqianSupervisor：Prof.HanPuSchool：SchoolofControlandComputerEngineeringDateofDefence：March,2016Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文摘要随着风电机组容量的增加,风力发电在电力能源中所占比例也都不断增加。大多数电气设备

6、要求有固定频率的电源，电力控制要求减少风力发电并网时的不利影响，这些因素都需要使用主动控制的风电机组。目前大型风电机组普遍采用变速变桨距控制技术。该类型的机组可以增加能量的捕获、灵活的改善电能质量，缓解传动系统及塔架上的载荷来延长使用年限，这在很大程度上弥补了变速变桨距风电机组结构复杂，初始投资高的劣势。本文在分析空气动力学理论、变桨控制原理以及风力发电机组各组成部分工作原理的基础上，分别使用MATLAB以及BLADED两种软件对整个风力发电系统建立仿真模型。针对变桨距控制系统设计了传统PI控制

7、器、简单模型预测控制器和多模型预测控制器，并在不同的风况下进行仿真。仿真结果表明，尽管PI控制器具有结构简单、稳定性好、可靠性高的优点，但这种方法过分依赖于控制对象的模型参数，鲁棒性差、超调量大等缺点；与传统PI控制器相比，模型预测控制器具有较好的稳定性和动态特性，尤其是在系统的数学模型不确定的情况下更是如此。而相对简单模型预测控制器，多模型预测控制器则能更好的解决风电机组非线性、风速变化大等因素对仿真效果的影响。关键词：风电机组；变桨控制；PI控制器；模型预测控制；多模型I华北电力大学硕士学位

8、论文AbstractWiththeincreaseofthecapacityofwindpowergeneration,theproportionofwindpowergenerationinpowerenergyisincreasing.Mostelectricalequipmentrequiresafixedfrequencypowersupply,powercontrolrequirementstoreducetheadverseeffectsofwindpowergrid,thesefa