在風能越來越被大規(guī)模利用的今天,風電機組作為吸收風能并將其轉化為電能的裝置,也越來越多的受到科學研究的重視。而隨著技術的不斷進步,單純的以額定風速以下最大功率跟蹤、額定風速以上穩(wěn)定恒功率輸出的控制方式已經不能滿足當下的需求,對風電機組的控制也應當考慮不同的優(yōu)化目標。在額定風速以上,功率穩(wěn)定性的重要性不言而喻,但除此之外,發(fā)電機轉速與轉矩的運行是否穩(wěn)定、槳距角動作是否頻繁,機組載荷狀態(tài)是否良好同樣需要得到重視并結合到控制器設計中。具體的優(yōu)化方式為,以變槳距控制和發(fā)電機轉矩控制兩控制器的協(xié)調工作為實現(xiàn)方式,基于控制器調節(jié)和仿真測試,區(qū)分不同控制器參數(shù)下機組運行的差異性,并以多目標協(xié)調優(yōu)化為目的尋找滿足目的的控制器參數(shù),實現(xiàn)風電機組多目標優(yōu)化。主要研究工作如下:通過基于極點配置的風電機組控制器調節(jié),明確發(fā)電機轉矩控制與槳距角控制對機組主要狀態(tài)參數(shù)的影響以及在單一控制參數(shù)調節(jié)中存在沖突的優(yōu)化目標,依此建立控制器協(xié)調-目標協(xié)調的雙層優(yōu)化框架。定量分析各控制器調節(jié)中存在的多目標的差異特性,結合Pareto優(yōu)化理論,實現(xiàn)對最優(yōu)邊界的定性分析,以梯度為區(qū)分方式以在最優(yōu)邊界上尋找滿意解,實現(xiàn)機組多目標優(yōu)... 

【文章來源】：華北電力大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２輸入?yún)f(xié)調ｉｊ０標協(xié)調示意圖??

?ｆ??圖２－４帕累托最優(yōu)??如圖２－２所示，圖上的點代表可行解，數(shù)值越小越占優(yōu)。，因為Ａ點和Ｂ??點均優(yōu)于Ｃ點，所以Ｃ點不在帕累托前沿上。Ａ點和Ｂ點不嚴格優(yōu)于彼此，所??以都在帕累托甜沿上。關于帕累托最優(yōu)和一些其他最優(yōu)化理論方面的知識，可??以從參考文獻［３７、３８］中獲得。??２．５本章小結??在本章內，首先對風電機組機理分析建立其機理模型，并通過工況點泰勒??展開得到其工況點線性化模型；第二，分析風電機組的控制器實現(xiàn)與輸出目標??的關系，明確機組的多丨丨標優(yōu)化主要包含目標協(xié)調優(yōu)化與輸入?yún)f(xié)調兩部分，通??過對這兩部分的分析與結合實現(xiàn)機組的多目標優(yōu)化；第三，介紹了以Ｐａｒｅｔｏ優(yōu)??化理論對典型的一些多〖丨標優(yōu)化理論。本章的分析為風電機組的多目標優(yōu)化提??供了思想指導與理論基礎，后續(xù)的優(yōu)化將基于本章的指導思想，圍繞狀態(tài)反饋??控制和模型預測控制兩部分展丌。??

槳控制子回路和變轉矩控制子回路的參與度分析基于一系列的仿真中，風機的工況點設定為１５?ｍ／ｓ風速工況下，將機組的功率、轉數(shù)控制到額定點的工況，以確保兩控制子回路的同時工作，同時，工況在本文中暫時不予考慮。對于風電機組而言，主要的輸出參數(shù)得的輸出參數(shù)為：發(fā)電機功率、發(fā)電機轉速、發(fā)電機轉矩和葉片數(shù)，因此基于極點配置的機組多目標優(yōu)化也主要考慮這四個部分。不同控制輸入?yún)⑴c度情況下的機組輸出穩(wěn)定性和波動性，這四個算其＿＿段響應輸出的標準差（ｓｔａｎｄａｒｄ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎ，?ＳＴＤ）來評價其否。在計算中，首先通過調用ＦＡＳＴ中提供的５ＭＷ機型Ｂａｓｅｌｅｒ進行了風電機組基于恒功率＋增益調度ＰＩ變槳控制器的仿真實驗過極點配置＋狀態(tài)反饋實現(xiàn)的控制器下仿真得到的機組參數(shù)標準ｌｉｎｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ仿真下的相應數(shù)值為基準進行標幺化。標幺化的公示＾?（３Ｖｂｃ??１）中，必＆（／代表通過極點配置得到狀態(tài)反饋控制率下的機組參數(shù)，也＾

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：2917816