兆瓦級風力發電機組智能變槳距控制系統的製作方法
2023-04-28 04:49:36 2
專利名稱：兆瓦級風力發電機組智能變槳距控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制系統，尤其涉及一種兆瓦級風力發電機組智能變槳距控 制系統。
背景技術：
兆瓦級風力發電機組變槳距控制的基本目標是從風能中獲取最大能量並提供用 戶可以接受的電力質量，而由於風速的隨機性及氣動效應的影響，變槳距系統已成為多變 量強非線性不確定系統。常規變槳距系統通過PID控制來實現其控制目的，這種方法首先 需要建立有效的系統數學模型，但由於空氣動力學的不確定性和系統模型的複雜性，往往 建立一個精確的系統模型非常困難，而且對於變槳距系統這樣複雜的被控對象，則非常不 便於調節控制參數，很難取得滿意的控制效果。
實用新型內容為解決上述技術問題本實用新型提供了一種兆瓦級風力發電機組智能變槳距控 制系統，目的是能更準確地根據風速的變化調整槳距角。為達上述目的本實用新型兆瓦級風力發電機組智能變槳距控制系統，由下述結 構構成一個模糊控制器，用於對偏差值進行模糊控制，並將信號送到模糊切換控制器；一 個PID控制器，用於對偏差值進行運算，並將信號送到模糊切換控制器；一個模糊切換控制 器，用於疊加模糊控制器和PID控制器輸出的信號並將處理後的信號傳遞給PLC;—個PLC， 用於接收模糊切換控制器處理的信號並對變槳電機進行控制；一個變槳電機，根據PLC的 信號實時調節槳距角。兆瓦級風力發電機組智能變槳距控制系統，還包括一個微分器，用於對偏差值進 行微分運算後，再傳送給模糊控制器；模糊控制器根據誤差值和誤差微分值進行模糊控制。本實用新型的優點效果由於模糊控制不需要建立精確的數學模型，具有控制機 理和策略易於接受和理解，設計簡單，應用方便的特點，因此將模糊控制與PID控制兩者結 合起來的模糊PID智能控制器，控制更準確可靠，可以滿足槳距角精確控制的要求，非常適 合於風力發電系統的建模和控制。
圖1是本實用新型的框圖。圖中:1、微分器；2、模糊控制器；3、PID控制器；4、模糊切換控制器；5、PLC ；6、變
槳電機。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖所示本實用新型兆瓦級風力發電機組智能變槳距控制系統，由下述結構構成一個模糊控制器2，用於對偏差值進行模糊控制，並將信號送到模糊切換控制器4 ；一個 PID控制器3，用於對偏差值進行運算，並將信號送到模糊切換控制器4 ；一個模糊切換控制 器4，用於疊加模糊控制器2和PID控制器3輸出的信號並將處理後的信號傳遞給PLC5 ； — 個PLC5，用於接收模糊切換控制器4處理的信號並對變槳電機6進行控制；一個變槳電機 6，根據PLC5的信號實時調節槳距角，一個微分器1，用於對偏差值進行微分運算後，再傳送 給模糊控制器2 ；模糊控制器2根據誤差值和誤差微分值進行模糊控制。兆瓦級風力發電機組智能變槳距控制系統的控制方法，由下述步驟構成當輸入 信號與輸出信號存在偏差時，對偏差值e進行處理，並將處理的結果傳送給PLC ;PLC對傳送 過來的信號進行處理後把對應的控制信號發送給變槳電機，進行槳距角的控制和調整，當 偏差值e達到預計目標後，變槳電機停止工作。對偏差值進行處理包括下述步驟偏差值e和經過微分器1的偏差微分值ec共同 進入模糊控制器2進行數據處理，同時偏差值e進入PID控制器3進行數據處理，通過模糊 切換控制器4將模糊控制器2處理的結果Upuzzy和PID控制器3處理的結果Upid進行疊加， 將疊加後的結果 傳送到PLC5。所述的變槳電機調整後，繼續對是否有偏差值進行檢測，如果有偏差值則智能控 制器繼續工作。本實用新型是一種通過模糊規則來切換兩種控制算法的無觸點切換方式，兩種控 制方式的切換根據控制偏差e的大小按照固定的模糊邏輯公式進行切換，採用加權的方式 進行疊加。當變槳系統存在大偏差時，模糊控制起主要作用，所佔權重較大，保證控制的快 速性和抑制超調；小偏差時，PID控制起主要作用，所佔權重較大，以消除系統穩態誤差。本實用新型是綜合模糊控制和PID控制算法兩者優點的基於模糊切換的模糊PID 分段複合控制智能控制算法，使系統具有較好的動靜態性能及風速擾動的魯棒性，平穩的 調整了槳距角，保證變槳距控制系統準確跟蹤風速變化進行可靠工作。這個方案不僅克服 了 PID控制算法難於建立精確數學模型的缺點，而且滿足了最大能量獲取、保證可靠運行 和提供良好發電質量的控制目標。
權利要求兆瓦級風力發電機組智能變槳距控制系統，其特徵在於由下述結構構成一個模糊控制器，用於對偏差值進行模糊控制，並將信號送到模糊切換控制器；一個PID控制器，用於對偏差值進行運算，並將信號送到模糊切換控制器；一個模糊切換控制器，用於疊加模糊控制器和PID控制器輸出的信號並將處理後的信號傳遞給PLC；一個PLC，用於接收模糊切換控制器處理的信號並對變槳電機進行控制；一個變槳電機，根據PLC的信號實時調節槳距角。
2.根據權利要求1所述的兆瓦級風力發電機組智能變槳距控制系統，其特徵在於還包 括一個微分器，用於對偏差值進行微分運算後，再傳送給模糊控制器；模糊控制器根據誤差 值和誤差微分值進行模糊控制。
專利摘要本實用新型涉及一種控制系統，尤其涉及一種兆瓦級風力發電機組智能變槳距控制系統。由下述結構構成一個模糊控制器，用於對偏差值進行模糊控制，並將信號送到模糊切換控制器；一個PID控制器，用於對偏差值進行運算，並將信號送到模糊切換控制器；一個模糊切換控制器，用於疊加模糊控制器和PID控制器輸出的信號並將處理後的信號傳遞給PLC；一個PLC，用於接收模糊切換控制器處理的信號並對變槳電機進行控制；一個變槳電機，根據PLC的信號實時調節槳距角。本實用新型的優點效果控制更準確可靠，可以滿足槳距角精確控制的要求，非常適合於風力發電系統的建模和控制。
文檔編號F03D7/00GK201705553SQ20102022690
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月17日 優先權日2010年6月17日
發明者姜楊, 譚福陽 申請人:瀋陽瑞祥風能設備有限公司