發(fā)布時間：2019-08-17 11:09

【摘要】：隨著風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展,一些新的改進(jìn)技術(shù)不斷被應(yīng)用于提高風(fēng)電機(jī)組硬件設(shè)備的性能和機(jī)組控制系統(tǒng)的工作性能。其中控制系統(tǒng)作為風(fēng)電機(jī)組的核心,是所有運行數(shù)據(jù)及控制指令的中心。然而風(fēng)電機(jī)組運行過程中涉及的狀態(tài)及數(shù)據(jù)相當(dāng)多,并且隨時可能因外界或自身因素影響而出現(xiàn)異常,當(dāng)其中一個子系統(tǒng)出現(xiàn)異常而未能及時有效處理則有可能導(dǎo)致系統(tǒng)中其他子系統(tǒng)運行異常,這將嚴(yán)重影響整個風(fēng)電機(jī)組的正常運行。因此,如何提高風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)性能對提高風(fēng)電機(jī)組整體工作性能的穩(wěn)定性具有重要作用。針對上述提到的問題,本文就如何提高風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)性能研究了基于離散事件系統(tǒng)(DES)理論的風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法�？紤]到風(fēng)電機(jī)組的運行過程符合DES中狀態(tài)與事件的演化過程——狀態(tài)因輸入事件的觸發(fā)發(fā)生跳轉(zhuǎn),并且每個運行狀態(tài)因不同事件的觸發(fā)導(dǎo)致的跳轉(zhuǎn)結(jié)果不一樣。因此利用DES理論中的自動機(jī)建模方法,分別對風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部各子系統(tǒng)的運行過程建模,分析每個子系統(tǒng)的運行過程并定義該過程中的所有運行狀態(tài)及可能觸發(fā)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)的所有事件,根據(jù)狀態(tài)與事件間的映射關(guān)系得到相應(yīng)系統(tǒng)的自動機(jī)模型并依此來設(shè)計系統(tǒng)的自動控制程序。在各子系統(tǒng)運行過程中,子系統(tǒng)自動機(jī)根據(jù)當(dāng)前運行狀態(tài)及在當(dāng)前狀態(tài)下出現(xiàn)的事件(控制指令／系統(tǒng)參數(shù))跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的下個狀態(tài)中運行,從而實現(xiàn)子系統(tǒng)的自動控制。同時,子系統(tǒng)的運行狀態(tài)由監(jiān)控系統(tǒng)控制,因而根據(jù)各子系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系,運用DES監(jiān)控理論設(shè)計基于事件反饋監(jiān)控方式的風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng),通過監(jiān)測各子系統(tǒng)自動機(jī)中發(fā)生的事件來發(fā)出相應(yīng)的控制指令,從而實現(xiàn)對各子系統(tǒng)之間運行跳轉(zhuǎn)的控制,使得風(fēng)電機(jī)組的各個環(huán)節(jié)依次有序的運行。為了驗證該監(jiān)控系統(tǒng)的有效性和可行性,利用MATLAB中的Stateflow軟件對其進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明,運用DES理論設(shè)計的風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效監(jiān)控風(fēng)電機(jī)組的運行狀態(tài),達(dá)到了預(yù)期的效果；通過監(jiān)控系統(tǒng)對各子系統(tǒng)的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,可以避免因其中某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常而導(dǎo)致整個風(fēng)電機(jī)組運行異常的情況；此外,運用DES理論的設(shè)計方法,實現(xiàn)了控制系統(tǒng)程序模塊化設(shè)計,可以提高設(shè)計控制程序的效率及增加可讀性,這對將其應(yīng)用到其他控制系統(tǒng)的設(shè)計具有一定理論實踐意義。
【圖文】：

３．邋１風(fēng)電機(jī)組概述逡逑風(fēng)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能并網(wǎng)傳輸給電網(wǎng)的系統(tǒng)逡逑風(fēng)力發(fā)電過程如圖３．１所示。逡逑風(fēng)為機(jī)邐機(jī)城能邐發(fā)電機(jī)逡逑風(fēng)能邐？及其邐邐？及其邐邐？電能逡逑控制系統(tǒng)邐控制系統(tǒng)逡逑圖３．１風(fēng)力發(fā)電過程圖逡逑由圖３．１可Ｗ看出，一個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要包括風(fēng)力機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)Ｈ部分。逡逑３．１．１風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)逡逑從外部看，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)輪、機(jī)艙及塔架Ｈ部分構(gòu)成，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)逡逑部則由偏航系統(tǒng)、變獎距系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、制動系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)等構(gòu)成ＰＳ１，這些子系統(tǒng)逡逑則共同由主控制系統(tǒng)控制。圖３．２示出了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成圖。逡逑＼邐ＣＤ逡逑７發(fā)電機(jī)，，８控堿系統(tǒng)，９偏魄系}１０邋系Ｉ邋１１輯{膼Y，�。菜桢义蠄D３．２風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)圖逡逑１４逡逑

逡逑真波形如圖５．６所示，其中，黃色波形表示系統(tǒng)運行狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)規(guī)律；紅色銀齒波表示逡逑自動偏航過程中偏航角的變化，紫色方波表示偏航電機(jī)應(yīng)答信號，綠色階梯波形表示偏逡逑航過程電

本文編號：2527750