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随着全球经济的发展和人口的增长,人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源因其使用便捷,可再生、成本低、无污染等特点,在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展,发展潜力巨大。特别是以实现风能的最大捕获、载荷的减小、维护成本低以及使用寿命长的目的国产化研究迅速发展。风能作为清洁的可再生资源受到全世界的重视,同时各国对变桨距风机的设计、控制和运行已有完整的理论和方法,目前兆瓦级风机已经是国际风电市场上的主流产品。随着风力发电机组发展趋向大型化,智能化方向,风机必须具有较高的可靠性、风能利用系数和不断优化的输出功率曲线,变桨距技术随之产生。 本文从变速变桨距的要求出发,以1.0MW风机发电机组为例,介绍了风力发电机组变桨距控制理论。在空气动力学基础上,建立了系统的数学模型。依据叶素理论,通过对桨叶的空气动力学模型进行分析和计算,进行变桨距的调节。为风力发电机的桨距控制方法和策略优化奠定了理论基础。分析了风力发电机组常用控制策略,以此为基础,提出了一种综合性能的设计控制策略。该控制策略扩大了过渡区的范围,很好的解决了最大风能捕获和最小机械负荷之间的平衡问题。同时,基于PID控制理论、模糊控制理论的优点,结合各自控制系统实际运用过程当中的特点,建立变桨距风电机组模型和风速模型并验证模型的正确性和合理性;设计了高于额定风速以上和低于额定风速以下的PID控制器,并针对两种状态进PID控制系统的仿真验证,得出结论自适应模糊控制器控制效果强于常规PID,变桨距控制系统的设计也获得了较好的控制效果。