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1、分類號密級直驅(qū)式永磁風(fēng)電機(jī)組變槳距控制技術(shù)研究研究生姓名：朱萬力指導(dǎo)教師姓名、職稱：王欣教授學(xué)科專業(yè)：電氣工程研究方向：復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)信息集成與協(xié)調(diào)控制湖南工業(yè)大學(xué)二〇一五年六月十五日摘要風(fēng)電資源的合理利用和開發(fā)在改善生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提升社會效益、促進(jìn)能源和社會可持續(xù)發(fā)展等方面有著顯著的作用，但由于風(fēng)電系統(tǒng)的復(fù)雜性、時(shí)變性以及運(yùn)行過程中的強(qiáng)干擾等因素，對風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行精確的控制仍然是當(dāng)前研究的一個(gè)難題。因此，研究風(fēng)電技術(shù)尤其是控制技術(shù)對促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展具有重要意義。本課題將大型直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組變槳距控制技
2、術(shù)作為研究重點(diǎn)，通過將支持向量機(jī)平臺和機(jī)器學(xué)習(xí)方法應(yīng)用到風(fēng)電機(jī)組統(tǒng)一和獨(dú)立變槳距控制上做了一些簡單的嘗試。由于支持向量機(jī)在解決非線性問題時(shí)有較強(qiáng)的魯棒性及全局最優(yōu)性，可以用來優(yōu)化滑?？刂破?，消除抖振，故引入支持向量機(jī)平臺，設(shè)計(jì)了基于支持向量機(jī)理論的滑模趨近律和到達(dá)條件，建立了無抖振滑?？刂破鳌＝?jīng)過仿真驗(yàn)證，該控制器在保證功率穩(wěn)定輸出的同時(shí)，變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作變化速率大幅度減小，減輕了器械疲勞以及磨損，延長了機(jī)組的運(yùn)行壽命和減少機(jī)器故障。鑒于風(fēng)電機(jī)組不斷大型化，統(tǒng)一變槳距控制方法已經(jīng)無法滿足大型機(jī)組的控制要求，因此
3、研究獨(dú)立變槳距控制技術(shù)成為必要。針對兆瓦級風(fēng)電系統(tǒng)獨(dú)立變槳距的控制問題，提出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)動態(tài)補(bǔ)償權(quán)系數(shù)的獨(dú)立變槳距控制方法，將統(tǒng)一槳距角分別通過權(quán)系數(shù)進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)調(diào)節(jié)后的獨(dú)立變槳控制。最后使用Matlab/Simulink和FAST軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真，在Simulink中搭建主要控制器和算法單元，風(fēng)機(jī)則采用FAST提供的非線性模型。通過仿真驗(yàn)證，所提出的控制方法準(zhǔn)確且有效地實(shí)現(xiàn)槳距角的獨(dú)立控制，且基于RBF的A-C算法由于具備了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性，有很強(qiáng)的魯棒性，可以做到無模型的自適應(yīng)優(yōu)化控制，該控制方法有利于
4、緩解不平衡氣動載荷對風(fēng)輪造成的影響，延長機(jī)組使用壽命。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；變槳距控制；支持向量機(jī)；強(qiáng)化學(xué)習(xí)；氣動載荷IABSTRACTNowadays,thewholesocietypaysmoreattentiontotheenvironment.Fordevelopmentandutilizationofavarietyofrenewablepollution-freeandlowcostnewenergy,especiallyfortheuseofwindpower,graduallyinattention
5、byallofus.Therationalutilizationanddevelopmentofwindpowerresourceshaveasignificanteffectinsomerespectsofimprovetheecologicalenvironment,optimizetheenergystructure,improvesocialbenefits,andpromoteenergyandsustainabledevelopmentofthesociety.Asthecomplexityofth
6、ewindpowersystem,time-varyingandstronginterferenceintheoperationprocessandotherfactors,howtocontrolthewindpowersystemaccuratelyisstilladifficultproblemofthepresentstudy.Therefore,researchonwindpowertechnology,especiallythecontroltechnologyisofgreatsignifican
7、cetoimprovethewindpowerindustry.Thisresearchtopicisthevariablepitchcontroltechnologyofthelargedirectdrivewindturbines.Wetriedsomenewmethodsonvariablepitchcontrolincludethetrainingplatformandmachinelearningmethodsappliedtowindturbines.Accordingtothecharacteri
8、sticsofwindturbine,weestablishedthemodelofwindsystem,transmissionsystem,actuatorandgenerator.Throughacombinationofwholemodelswegetamathematicalmodelthatcanreflectthedynamicbehaviorandissuitablef
