摘要:風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)非線性不穩(wěn)定的復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)具有不確定性，模型很難建立。自適應(yīng)控制研究對(duì)象就是這種具有不確定性的系統(tǒng)，它能通過修正控制器的參數(shù)來降低不確定性對(duì)系統(tǒng)的影響。采用模型參考自適應(yīng)方法對(duì)變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)在額定風(fēng)速下進(jìn)行控制，使風(fēng)力機(jī)獲得最大風(fēng)能。仿真結(jié)果表明此方法對(duì)額定風(fēng)速下變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制效果很好。 關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電機(jī);模型參考自適應(yīng)控制;李雅普若夫方程 引言 近5年來國內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的新裝機(jī)容量為過去的兩倍，這得益于對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視和風(fēng)力機(jī)技術(shù)的發(fā)展。雖然國內(nèi)運(yùn)行的風(fēng)力機(jī)仍然以定轉(zhuǎn)速為主，但變轉(zhuǎn)速風(fēng)力機(jī)正逐步成熟并投入運(yùn)行。通過轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)使得風(fēng)力機(jī)的葉尖速比又保持在最佳位置，變轉(zhuǎn)速風(fēng)力機(jī)具有高出多達(dá)20%的風(fēng)能利用率，并使槳葉的負(fù)荷減小和單機(jī)容量增大，但同時(shí)也增加了控制系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的復(fù)雜性。因此控制系統(tǒng)的研究顯得十分必要。 風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪將風(fēng)動(dòng)能部分轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，其效率隨葉片槳距角和葉尖速比變化。對(duì)變槳距風(fēng)力機(jī)，高于額定風(fēng)速時(shí)調(diào)節(jié)槳距角來實(shí)現(xiàn)輸出功率的調(diào)節(jié)。在低于額定風(fēng)速下變轉(zhuǎn)速風(fēng)力機(jī)的槳距角通常為零度，轉(zhuǎn)換效率在某一葉尖速比下達(dá)到最大值，理論上不會(huì)超過貝茨極限（0.593）?？紤]到風(fēng)力機(jī)的非線性和系統(tǒng)的工作特點(diǎn)，文獻(xiàn)采用在工作點(diǎn)附近線性化建立線性模型，并運(yùn)用線性系統(tǒng)方法設(shè)計(jì)控制器。運(yùn)用非線性理論建立較為精確的非線性模型，建立誤差方程且使誤差漸近穩(wěn)定，這種方法需要模型和對(duì)象的高度吻合。另外，智能控制方法近年來也有相關(guān)報(bào)道。 事實(shí)上，風(fēng)力機(jī)的非線性來源于氣動(dòng)關(guān)系，因此其精確度不高，而且由于氣候、溫濕度的影響，系統(tǒng)通常存在慢時(shí)變。本文采用模型參考自適應(yīng)控制方法（MRAC）來分析變轉(zhuǎn)速風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)。風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)在工作點(diǎn)附近的線性化模型在第2部分介紹，由于風(fēng)速不可控制，因此只能作為擾動(dòng)輸入。模型參考自適應(yīng)方法在第3部分詳細(xì)敘述。 考慮到擾動(dòng)輸入與風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)固有頻率之間的差異，以慣性環(huán)節(jié)作為參考模型，并設(shè)計(jì)控制輸入以滿足MRAC的要求，獲得控制量的自適應(yīng)率。最后對(duì)某一機(jī)型進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了該方法的有效性。 [b]詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)點(diǎn)擊下載 變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制[/b]