风力发电机组变桨距控制策略研究

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【摘 要】在对风力发电机组运行特性分析的基础上，针对发电机组桨距的控制问题，利用模糊理论和PID理论设计了智能变桨距控制器，并建立了相应的仿真模型，仿真结果验证了控制器可以在风力发电机组数学模型未知的情况下，保证了系统的可靠运行，获取最大能量。

【关键词】风力发电机组；变桨距控制；智能控制；模糊控制

1、引言

变桨距系统作为大型风电机组的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行起到十分重要的作用。[1-4]本文针对风力发电机组桨距角的智能控制问题，将传统PID算法与模糊算法相结合，设计了一种智能控制器，以实现风力发电机组变桨距的精确控制。

2、变桨系统控制原理

本系统采用变速变桨距调节的控制方式，通过频率转换器耦合发电机与电网，允许通过控制发电机的反作用力矩来改变转速，在高风速时，转矩被保持在额定水平，变桨距控制用于调节转速及功率，

3、控制器及仿真模型建立

针对本系统，将模糊控制与PID控制算法相结合设计了一种通过模糊规则切换两种控制规律的无触点的切换方式，优化了控制器的设计，弥补了常规算法的不足，采用这种方法的Fuzzy-PID分段复合控制器和仿真模型

4、仿真分析

仿真系统的发电机参数为额定功率P=2500kW，额定转速n=1400r/min，额定电压U=690V， 风轮直径D=90m，传动系统增速比Kgear=59.483，空气密度ρ=1.225kg/m3，额定风速v=13m/s。

，控制器的控制效果优越，使得风力发电机的输出功率更恒定，可以考虑将其应用于风力发电机的实际变桨距控制过程中。

5、结论

本文针对兆瓦级风力发电机组变桨距精确控制的问题，研究了基于模糊切换的模糊PID分段复合控制算法，对控制器进行了设计，通过对仿真结果的分析，为变桨系统控制策略的制定提供了重要的理论依据和参考价值。

参考文献

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作者简介

姜杨，1982年12月12日，男，辽宁朝阳 博士研究生 职称学历：：中级工程师 主要研究方向或主要从事的工作：特种机器人研发，兆瓦级风力发电机组研发。