【摘 要】
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由于化石能源的不可再生及大量消耗带来的环境问题,人类正积极寻找可再生能源来调整能源结构,实现可持续发展。风能作为可循环、无污染、成本低的绿色能源,正得到全球各国的关注。高效利用风能以及提高发电质量是风力发电相关技术的主要研究方向和重点。由于风能具有分布不均、随机性、不稳定性的特点,需要风力发电系统能够实现无人值守运行。因此,对风力发电机组的控制系统进行研究具有深远的实际意义。本文以风力发电系统为研
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由于化石能源的不可再生及大量消耗带来的环境问题,人类正积极寻找可再生能源来调整能源结构,实现可持续发展。风能作为可循环、无污染、成本低的绿色能源,正得到全球各国的关注。高效利用风能以及提高发电质量是风力发电相关技术的主要研究方向和重点。由于风能具有分布不均、随机性、不稳定性的特点,需要风力发电系统能够实现无人值守运行。因此,对风力发电机组的控制系统进行研究具有深远的实际意义。本文以风力发电系统为研究对象,深入探究了变桨距控制技术及其实现方法。主要工作如下:
首先,阐述了课题的研究背景和意义,分析了近年来变桨距风力发电系统控制技术研究现状和发展趋势,并通过对变桨距风力发电系统的分析得出其控制技术关键和设计思想。
其次,针对变桨距风力发电系统基于模型进行控制的困难,通过对无模型控制问题进行分析,基于数据驱动的去伪控制方法设计了PID控制器的参数自适应整定,并据此将对Simulink环境下所搭建的风力发电系统进行变桨距控制器的设计。
之后,针对传统去伪控制的控制器集合不能无限集的问题,通过对梯度去伪控制进行分析,设计了基于共轭梯度法的改进梯度去伪控制算法。基于Simscape平台搭建了风力发电系统实验模型来获取系统数据,并实现运行的可视化。在同时考虑风速和风向的基础上,基于改进算法设计了变桨控制器,基于PID控制设计了偏航控制器。
最后,对完成的研究内容进行了总结,并指出可以深入研究的方向。
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