风力发电系统的变桨距控制策略研究

随着能源紧缺及环境污染的加重,风能作为可再生的清洁能源已受到高度重视,风力发电得到了快速的发展。由于风能的随机性及气动效应的影响,风电系统具有强非线性,动态过程较快等特点,传统的控制方法难以实现高精度控制。对风电系统进行全局控制以及引进先进的控制理论具有非常重要的意义。 本文主要研究风电系统的变桨距控制器,使得风速高于额定风速时,风机的功率输出在额定值附近。本文首先介绍了风力发电现状及控制技术。第二章建立风电系统的模型,并且在MATLAB中对风电系统进行无控制器的开环仿真,阐明桨距控制的重要性。第三章运用状态反馈线性化理论对前文所建模型进行精确线性化,得出其全局线性模型。第四章提出风力发电系统的变桨距控制策略,分别基于最优控制,H∞鲁棒控制,模糊控制及自适应反演滑模控制理论,对第三章所得的线性模型设计控制器,结合反馈线性化的坐标变换和状态反馈的选取,得到原风电系统的变桨控制器,在MATLAB环境下进行仿真,得出结果,并进行分析比较。最后对全文进行总结,阐述本文解决的问题,并对未来研究工作进行进一步的展望。