模糊前饋與線性自抗擾結合的風電機組變槳距控制方法

2023-05-13 03:12:51 1

專利名稱：模糊前饋與線性自抗擾結合的風電機組變槳距控制方法
技術領域：
本發明屬於風電機組控制系統領域，尤其涉及模糊前饋與線性自抗擾結合的風電機組變槳距控制。
背景技術：
為降低風輪負荷以延長其使用壽命，抑制風力發電機組輸出功率波動以降低對電網的不利影響，大中型風電機組通常在額定風速以上採用變槳距控制，即通過改變風輪槳距角，進而相應改變風能利用係數，使機組輸出功率保持穩定。但是，風力發電機組具有較大的轉動慣量和較嚴重的非線性，並且自然風速變化範圍大，使得變槳距系統控制困難。目前，風力發電機組大多採用PID控制器對變槳距系統進行控制，並且為了設計 性能優越的控制器，在文獻「大型變速恆頻風力發電機組建模與仿真[J] 」，李晶，中國電機工程學報，2004，24 (6) =100-105中採用極點配置方法設計PID控制器，但是由於風電機組具有嚴重的非線性特性，當其偏離線性化工作點或者風電機組參數由於溫度、溼度等原因發生變化時，控制器性能會嚴重降低，甚至會造成系統的不穩定。因此為了解決風電機組的非線性問題，在文獻「變速恆頻風力發電系統變槳距智能控制[J] 」，姚興佳，瀋陽工業大學學報，2008，30 (2) =159-162中引入模糊控制，並與PID控制器相結合，提出模糊PID控制方法。但是不論是單純PID控制還是模糊PID控制，它們都是基於反饋控制理論建立的，只有當系統的實際輸出值與設定值出現偏差時，控制器才開始調節，由於變槳距系統的大慣性和長遲延等特性，往往造成系統動態響應時間長，超調量大。

發明內容
本發明的目的在於克服風電機組固有的大慣性和難以精確建立數學模型的問題，而提供一種模糊前饋與線性自抗擾結合的風電機組變槳距控制方法。模糊前饋與線性自抗擾結合的風電機組變槳距控制，該方法包括以下步驟步驟1:構建變槳距風電機組的數學模型，得出風電機組的輸出有功功率P ;所述變槳距風電機組的數學模型為
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權利要求
1.一種模糊前饋與線性自抗擾結合的風電機組變槳距控制方法，其特徵是該方法包括以下步驟步驟1:構建變槳距風電機組的數學模型，得出風電機組的輸出有功功率P;所述變槳距風電機組的數學模型為
全文摘要
本發明針對風電機組固有的大慣性和難以精確建立數學模型的問題，而提供一種模糊前饋與線性自抗擾結合的風電機組變槳距控制方法。該方法構建變槳距風電機組的數學模型，得出風電機組的輸出有功功率；在步驟1的基礎上設計線性自抗擾控制器，通過調整自抗擾控制器的控制量，用於快速消除系統未建模部分攝動和外部擾動的效果；在步驟2的基礎上設計模糊前饋控制器，模糊前饋控制器包括模糊前饋控制器規則表，通過模糊前饋控制器得到合適的前饋槳距角變化量βf；前饋槳距角變化量βf與線性自抗擾控制器的輸出u相加而得到槳距角設定值βr。本發明降低了系統的調節時間，增加系統的穩定性和可靠性，並且較現有傳統控制器具有明顯的優勢。
文檔編號F03D7/00GK103016266SQ201310012108
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者張金芳, 姚恩利 申請人:華北電力大學