风力发电机组的神经网络自适应控制策略研究

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变速恒频风力发电机组作为当前低功率风力发电机组的主流机型,具有强非线性,根据基本工况,他的控制系统包括开机并网、最优发电、正常停机、紧急停机几个部分。目前,国内风能资源丰富,风电市场却相对萎缩,基本没有自主技术,现有控制技术存在着启动风速大、开机耗时长、双 PWM变频器的并网控制技术无法调节发电机转速等问题。课题主要内容如下:
　　一、在对变速恒频风电系统物理特性、基本工况和工作原理的基础上,选择合适仿真工具,建立数字仿真平台;
　　二、研究风电机组开机并网过程控制技术,其准同期空载并网过程中,电网电压定向矢量控制过程中采用定子开路,根据电网电压参考值和发电机转速反馈值来调节转子侧的励磁电流,可以在不同转速情况下无冲击并网,并通过对发电机输出有功、无功功率解耦,利用转子侧的电压和电流实现有效控制。但是定向矢量控制不能调节发电机转速。据此,在分析变桨距风力机开机特性和并网转速要求的基础上,创新的将一种神经网络自适应式调节控制方案应用于变桨距并网转速控制,仿真结果表明新方案下转速控制效果和克服扰动能力优于传统PI控制器;
　　三、分析了风电机组最优发电过程原理,并结合其本身的强非线性,创新地制定出一种非线性控制策略——双 BP网络自适应式控制策略调节风力机桨距角和发电机电磁转矩。两种控制模式在结构上独立调节,效果上相得益彰,平稳了不同风速段机组状态和控制系统切换产生的转速与出力的波动。仿真结果表明,新型神经网络自适应式非线性最优发电控制策略贴合了变速恒频风力发电机组非线性的复杂特性,并在多变量控制、多工况切换下表现出的控制特性优于传统控制策略。

著录项

作者
蔡金华;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科水利水电工程
授予学位硕士
导师姓名常黎;
年度 2012
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类风力发电机;电机的控制;人工神经网络与计算;
关键词
风力发电机组; 神经网络; 自适应控制策略;

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