变速恒频风力发电系统模糊PID-PID双模变桨距控制

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1、变速恒频风力发电系统模糊PID-PID双模变桨距控制夏长亮赵永祥(天津大学电气与自动化工程学曉天津市300072)摘要大型交追恒频风力发电系统通常采用变桨距控制技术，保证頓定功率点以上输出功率平稳和机组安全.风机的强非线性和较大的转动惯量导致了变桨距控制的困难，单纯的模糊控制和PID控制祁不能取得良好的控制效果.该文提出了受速恒频风力发电系统模糊PID-PID双模交桨距控制策略，系统根据工作状况随时调整控制模式及参数.仿冥表明，在该控制策略作用下，当风速在氛定值以上随机变化时，转速能较好地稳定在額定值附近，具有结构简单、可您性高、动态响应好.适应性强、控制

2、精度高的优点，同时避免了交桨距执行机构的频繁动作，截小了交桨距执行机构的能量消耗，延长了其使用寿命.关键词：凤力发电变桨距模糊PID控制PID控制FuzzyPID-PIDDual-ModeControlforPitchAngleinVariableSpeedConstantFrequencyWindTurbineSystemXiaChangliangZhaoYongxiang(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,TianjinUniversity,Tianjin,300072,China)ABSTRACTT

3、helarge-scalevariablespeedconstantfrequencywindturbinesystemusuallyadoptsvariablepitchcontroltechnologytogetbalanceableoutputpowerabovepointofratedpowerandensuresystem'ssafety.Strongnonlinearcharacterandbigmomentofinertialeadtothedifficultyofvariablepitchcontrol.Thesimplefuzzycont

4、rolorPIDcontrolcan'tgetgoodeffect.AfuzzyPID・PIDdual-modevariablepitchcontrolschemeforvariablespeedconstantfrequencywindturbinesystemisproposed,inwhichthecontrolmodeandparametersareadjustedmomentarilyaccordingtotheworkingcondition.Withthiscontrolscheme,therotationspeedcankeeparound

5、theratedvaluewhilethewindspeedchangingrandom.Highreliability,gooddynamicresponse,strongadaptabilityandhighprecisionareobtainedbytheproposedstrategy.Theconstructionofitissimple.Thisstrategycanavoidfrequentactionofvariablepitchactor,thencanreducetheactor'senergyconsumptionandprolong

6、itslife.Theseefleetsoftheproposedcontrolschemearedemonstratedbysimulations.Keywords:Windpowergeneration,adjustable-pitch,fuzzyPIDcontrol,PIDControl引言随着经济的快速发展，能源的消费逐年增加，基金费助情况：世纪优奔人才支持计划(NCET-064)246)i天津市应用基0及訂沿技术研究计划1：点項目(07JCZDJC09400).常规能源资源日益枯竭，对清洁、无污染、可再生的新能源的需求越来越大.在目前众多新能源中

7、，风力发电清洁无污染，建设周期短，占地少，投资灵活，具有较好的经济效益和社会效益，最具规模化开发条件和商业化发展前景，受到世界各国的高度重视。变速恒频风力发电技术是目前最有前景的风力发电技术之一，已成为国内外风力发电技术的研究热点（2】。大型变速恒频风力发电机组运行于额定风速以上时，既要使额定功率点以上输出功率平稳，避免波动，又要使发电机组传动系统具有良好的柔性，同时还要考虑对风电机组实施有效保护，因此通常采用变桨距控制技术。变桨距控制技术是在风速过高时，通过调整叶片节距，改变气流对叶片功角，从而改变风电机组获得的空气动力转矩，使机组功率输出保持稳定⑶。风

8、机的强非线性和较大的转动惯量导致了变桨距控制的困难。国内外学者提出