在風(fēng)能越來(lái)越被大規(guī)模利用的今天,風(fēng)電機(jī)組作為吸收風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能的裝置,也越來(lái)越多的受到科學(xué)研究的重視。而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,單純的以額定風(fēng)速以下最大功率跟蹤、額定風(fēng)速以上穩(wěn)定恒功率輸出的控制方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)下的需求,對(duì)風(fēng)電機(jī)組的控制也應(yīng)當(dāng)考慮不同的優(yōu)化目標(biāo)。在額定風(fēng)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(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的運(yùn)行是否穩(wěn)定、槳距角動(dòng)作是否頻繁,機(jī)組載荷狀態(tài)是否良好同樣需要得到重視并結(jié)合到控制器設(shè)計(jì)中。具體的優(yōu)化方式為,以變槳距控制和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制兩控制器的協(xié)調(diào)工作為實(shí)現(xiàn)方式,基于控制器調(diào)節(jié)和仿真測(cè)試,區(qū)分不同控制器參數(shù)下機(jī)組運(yùn)行的差異性,并以多目標(biāo)協(xié)調(diào)優(yōu)化為目的尋找滿足目的的控制器參數(shù),實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組多目標(biāo)優(yōu)化。主要研究工作如下:通過(guò)基于極點(diǎn)配置的風(fēng)電機(jī)組控制器調(diào)節(jié),明確發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制與槳距角控制對(duì)機(jī)組主要狀態(tài)參數(shù)的影響以及在單一控制參數(shù)調(diào)節(jié)中存在沖突的優(yōu)化目標(biāo),依此建立控制器協(xié)調(diào)-目標(biāo)協(xié)調(diào)的雙層優(yōu)化框架。定量分析各控制器調(diào)節(jié)中存在的多目標(biāo)的差異特性,結(jié)合Pareto優(yōu)化理論,實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)現(xiàn)機(jī)組多目標(biāo)優(yōu)... 

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【部分圖文】：

圖２－２輸入?yún)f(xié)調(diào)ｉｊ０標(biāo)協(xié)調(diào)示意圖??

?ｆ??圖２－４帕累托最優(yōu)??如圖２－２所示，圖上的點(diǎn)代表可行解，數(shù)值越小越占優(yōu)。，因?yàn)椋咙c(diǎn)和Ｂ??點(diǎn)均優(yōu)于Ｃ點(diǎn)，所以Ｃ點(diǎn)不在帕累托前沿上。Ａ點(diǎn)和Ｂ點(diǎn)不嚴(yán)格優(yōu)于彼此，所??以都在帕累托甜沿上。關(guān)于帕累托最優(yōu)和一些其他最優(yōu)化理論方面的知識(shí)，可??以從參考文獻(xiàn)［３７、３８］中獲得。??２．５本章小結(jié)??在本章內(nèi)，首先對(duì)風(fēng)電機(jī)組機(jī)理分析建立其機(jī)理模型，并通過(guò)工況點(diǎn)泰勒??展開(kāi)得到其工況點(diǎn)線性化模型；第二，分析風(fēng)電機(jī)組的控制器實(shí)現(xiàn)與輸出目標(biāo)??的關(guān)系，明確機(jī)組的多丨丨標(biāo)優(yōu)化主要包含目標(biāo)協(xié)調(diào)優(yōu)化與輸入?yún)f(xié)調(diào)兩部分，通??過(guò)對(duì)這兩部分的分析與結(jié)合實(shí)現(xiàn)機(jī)組的多目標(biāo)優(yōu)化；第三，介紹了以Ｐａｒｅｔｏ優(yōu)??化理論對(duì)典型的一些多〖丨標(biāo)優(yōu)化理論。本章的分析為風(fēng)電機(jī)組的多目標(biāo)優(yōu)化提??供了思想指導(dǎo)與理論基礎(chǔ)，后續(xù)的優(yōu)化將基于本章的指導(dǎo)思想，圍繞狀態(tài)反饋??控制和模型預(yù)測(cè)控制兩部分展丌。??

槳控制子回路和變轉(zhuǎn)矩控制子回路的參與度分析基于一系列的仿真中，風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)設(shè)定為１５?ｍ／ｓ風(fēng)速工況下，將機(jī)組的功率、轉(zhuǎn)數(shù)控制到額定點(diǎn)的工況，以確保兩控制子回路的同時(shí)工作，同時(shí)，工況在本文中暫時(shí)不予考慮。對(duì)于風(fēng)電機(jī)組而言，主要的輸出參數(shù)得的輸出參數(shù)為：發(fā)電機(jī)功率、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和葉片數(shù)，因此基于極點(diǎn)配置的機(jī)組多目標(biāo)優(yōu)化也主要考慮這四個(gè)部分。不同控制輸入?yún)⑴c度情況下的機(jī)組輸出穩(wěn)定性和波動(dòng)性，這四個(gè)算其＿＿段響應(yīng)輸出的標(biāo)準(zhǔn)差（ｓｔａｎｄａｒｄ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎ，?ＳＴＤ）來(lái)評(píng)價(jià)其否。在計(jì)算中，首先通過(guò)調(diào)用ＦＡＳＴ中提供的５ＭＷ機(jī)型Ｂａｓｅｌｅｒ進(jìn)行了風(fēng)電機(jī)組基于恒功率＋增益調(diào)度ＰＩ變槳控制器的仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)極點(diǎn)配置＋狀態(tài)反饋實(shí)現(xiàn)的控制器下仿真得到的機(jī)組參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)ｌｉｎｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ仿真下的相應(yīng)數(shù)值為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)幺化。標(biāo)幺化的公示＾?（３Ｖｂｃ??１）中，必＆（／代表通過(guò)極點(diǎn)配置得到狀態(tài)反饋控制率下的機(jī)組參數(shù)，也＾

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：2917816