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1、<電氣開關(guān)>(2011．No．4)33文章編號：1004—289X(2011)04—0033--02模糊PID變槳距控制器研究王馨凝，夏加寬，盧爽埴(1．沈陽市信息工程學(xué)校，if_寧沈陽110122；2．沈陽工業(yè)大學(xué)，遼寧沈陽110870)摘要：首先對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了介紹，然后對變槳變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組風(fēng)能轉(zhuǎn)換特性進(jìn)行了分析，從而提出了在高風(fēng)速范圍下，風(fēng)力機(jī)變槳控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制策略。利用Maflab／Simulink的仿真結(jié)果表明，控制曲線符合預(yù)期設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)；槳距角控制；PI控制中圖分類號：TM614文獻(xiàn)標(biāo)識碼：BResearchonPIDFuzzyF
2、eatherControllerWANGXin．ning，XIAJia．kuan2，LUShi—xll,ctrt2(1．ShenyangInformationEngineeringSchool，Shenyang110122，China；2．ShenyangUniversityofTech—nology，Shenyang110870，China)Abstract：Thispapermakesabriefintroductionofthedevelopmentofwindelectricpowergeneratingtechnologyfirst，andthenanalysesthef
3、eaturesofthevariablepitchandspeedwindturbinegeneratorsystem．Accordingly，thecontrollingstategyofthegeneratortorquescontrolledbyvariable—pitchedwindturbineswithintherangeofhighwindspeedisraised．Meanwhile，byusingthevalidationofthesimulationresultofMatlab／Simulink，theauthorconcludesthatthecon—trol
4、ingcurvesanswertotherequirementsoftheexpecteddesignintention．Keywords：windpowersystem；propellerpitch-anglecontrol；fuzzycontroll引言下，并且有著嚴(yán)格的并網(wǎng)苛求的復(fù)雜系統(tǒng)，風(fēng)力機(jī)組的動態(tài)方程為：由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具備環(huán)保性高、單機(jī)容量大、系dw統(tǒng)控制可靠性強(qiáng)等特點，已成為電力系統(tǒng)新興的重要r卜e發(fā)展方向之一?。然而，風(fēng)能是一種隨機(jī)性能源，風(fēng)式中，．，為風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動慣量；∞為風(fēng)輪轉(zhuǎn)動的角速速脈動往往導(dǎo)致風(fēng)機(jī)系統(tǒng)輸出功率脈動。同時，風(fēng)力度；為風(fēng)輪獲取的氣動轉(zhuǎn)矩；為發(fā)電
5、機(jī)的反力矩。發(fā)電機(jī)片葉的氣動非線性，以及系統(tǒng)參數(shù)的不確定性和機(jī)械運(yùn)動過程的復(fù)雜性，給風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)建模帶=0．5oAc。(A，JB)／to(2)來了很大難度l3J。因此，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳距控制的2"rrnRwRA：=—一—：=一——(t3j)1．Pt，研究顯得尤為重要。本文在分析變速變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性的基礎(chǔ)其中：P為空氣密度；A為槳葉掃掠面積；C。為風(fēng)上，提出一種在高風(fēng)速范圍內(nèi)，采用變槳控制方式，來能利用系數(shù)；A為葉尖速比；為槳距角；V為風(fēng)速；調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩恒定的控制策略，即采用PI變槳距控為氣動轉(zhuǎn)矩；to為風(fēng)力機(jī)主軸轉(zhuǎn)速。制方式來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定。通過對某1．5MW在風(fēng)機(jī)系
6、統(tǒng)中，用風(fēng)能利用系數(shù)C。來描述風(fēng)力機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)參數(shù)的仿真計算，驗證了所提出的控制策對風(fēng)能的利用率，并且可以看作為葉尖速比A和槳距略，能夠起到穩(wěn)定電機(jī)轉(zhuǎn)矩效果。角的非線性函數(shù)關(guān)系。變速變槳風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用2風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型分析系數(shù)C可以看作葉尖速比A和槳葉的節(jié)距角的函風(fēng)力發(fā)電機(jī)是工作在不可預(yù)知的風(fēng)速環(huán)境條件數(shù)關(guān)系，由文獻(xiàn)[6]可知：<電氣開關(guān))(2011．No．4)fCp(A，)=l一c一c，一cIe4實際算例分析{Ill‘cs(4)本文根據(jù)國內(nèi)某1．5MW實驗樣機(jī)參數(shù)，槳葉半一徑為34m；空氣密度為1．225kgm；額定風(fēng)速12m／s；切由的關(guān)系式可以看出，可以通過調(diào)節(jié)槳距角出
7、風(fēng)速25m／s；風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速20；發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩降低風(fēng)能利用系數(shù)c。，從而將風(fēng)力機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速穩(wěn)8600Nm；風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動慣量3．8×10。kgm；齒輪箱變比定在額定轉(zhuǎn)速tO0。在風(fēng)速低于額定風(fēng)速時，通過變速90；變槳器響應(yīng)時間0．05s。對前文介紹的風(fēng)力機(jī)在恒頻裝置，風(fēng)速變化改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，使風(fēng)能利用高于額定風(fēng)速區(qū)設(shè)計的PI變槳控制器進(jìn)行仿真驗證。系數(shù)恒定在，控制發(fā)電機(jī)輸出頻率穩(wěn)定；在風(fēng)速假定風(fēng)能利用系數(shù)C?？偰芸刂圃谧顑?yōu)點。高于額定風(fēng)速時，調(diào)節(jié)槳葉節(jié)距角從而改變發(fā)電
