【正文】 V約為 10(米 /秒 ) 葉尖速比 為： 如風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速始終在最佳葉尖速比處，則風(fēng)力機(jī)在最佳功率曲線上將會(huì)輸出最大功率： 在上述公式中，功率與風(fēng)速的關(guān)系換成了功率與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系。此時(shí) 是指最佳轉(zhuǎn)速。 風(fēng)力機(jī)在不同風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速 — 功率曲線如右圖 mPw?1v5v 4v3v 2v54321 vvvvv ????optP0322 VRCP pm ????VRnVR ww /2/ ??? ??332m a xm a x )(2 wwoptwp kRRCP ????? ??w?第四章 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) （變速機(jī)組） 定槳距風(fēng)力機(jī)功率特性曲線 九、最大風(fēng)能追蹤 mPw?1? 2? 3?ABCDEAPBPCPDPEP1V2V3V第四章 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) （變速機(jī)組） 最大風(fēng)能追蹤原理 十、雙饋型風(fēng)電機(jī)組的控制 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)（ DoublyFed Induction Generator，簡(jiǎn)稱 DFIG）是一種繞線式轉(zhuǎn)子電機(jī)，由于其定、轉(zhuǎn)子都能向電網(wǎng)饋電，故簡(jiǎn)稱雙饋電機(jī)。特點(diǎn)是通過變頻器給轉(zhuǎn)子加入交流勵(lì)磁。交流勵(lì)磁電流的幅值、頻率、相位是可調(diào)的，他們的作用可簡(jiǎn)述為： 勵(lì)磁電流幅值 —— 可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無功功率。 勵(lì)磁電流頻率 —— 可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲。 勵(lì)磁電流相位 —— 可以改變電機(jī)的功率角，可以調(diào)節(jié)有功功率。 第四章 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) （變速機(jī)組） 第四章 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) （變速機(jī)組） 變槳距變速風(fēng)電機(jī)組典型工況圖 十、雙饋型風(fēng)電機(jī)組的控制 三個(gè)區(qū)域的pC值變化情況 a) pC恒定區(qū) b) 轉(zhuǎn)速恒定區(qū) c) 功率恒定區(qū) 變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行根據(jù)不同的風(fēng)況可分三個(gè)不同階段 : 第一階段是啟動(dòng)階段 ， 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速從靜止上升到切入速度； 第二階段是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組切人電網(wǎng)后運(yùn)行在額定風(fēng)速以下的區(qū)域 ， 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開始獲得能量并轉(zhuǎn)換成電能； 第三運(yùn)行階段 ， 該階段稱為功率恒定區(qū) 。 第四章 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) （變速機(jī)組） 十、雙饋型風(fēng)電機(jī)組的控制 第四章 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) （變速機(jī)組） 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行特性 十、雙饋型風(fēng)電機(jī)組的控制 十、雙饋型風(fēng)電機(jī)組的控制 雙饋電機(jī)的基本工作原理： 當(dāng)轉(zhuǎn)子三相繞組施以交流，在電機(jī)的氣隙中會(huì)形成一個(gè) 旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng) ， 此旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與通入交流電的頻率及電機(jī)的極對(duì)數(shù)有關(guān)，即： 22 60 fn p?則只要維持 n177。 n2=n1=常數(shù)，定子繞組的感應(yīng)電勢(shì)頻率將始終維持為 f1不變。 雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)差率 11nnS n?? 則轉(zhuǎn)子電流頻率應(yīng)為： 2 1 1 1211pn p( n n ) pn n nf f S60 60 60 n??? ? ? ? ?雙饋發(fā)電機(jī)有以下三種運(yùn)行狀態(tài)： 亞同步運(yùn)行狀態(tài) :nn1,n2與 n方向相同。 超同步運(yùn)行狀態(tài) :nn1,n2與 n轉(zhuǎn)向相反。 同步運(yùn)行狀態(tài) :n=n1,f2=0,與普通的同步電機(jī)一樣。 第四章 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) （變速機(jī)組） 第四章 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) （變速機(jī)組） 十一、雙 PWM變頻器原理 雙 PWM型變換器主電路結(jié)構(gòu)圖 雙 PWM型變換器中兩個(gè)變換器的功能劃分 第四章 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) （變速機(jī)組） 十一、雙 PWM變頻器原理 DFIG亞、超同步運(yùn)行時(shí)雙 PWM型變換器的工作狀態(tài) 第四章 典型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng) （變速機(jī)組） 十一、雙 PWM變頻器原理 ? 滑模變結(jié)構(gòu)控制 ? 魯棒控制 ? 最優(yōu)控制 ? 自適應(yīng)控制 ? 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) ? 模糊控制理論 ? 專家系統(tǒng) 第五章 現(xiàn)代控制理論及其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用 滑模變結(jié)構(gòu)控制 本質(zhì)上是一種不連續(xù)的開關(guān)型控制 , 它要求頻繁 、 快速地切換系統(tǒng)的控制狀態(tài) , 具有快速響應(yīng) 、 對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感 、 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 、 易于實(shí)現(xiàn) , 為風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提供了一種較為有效的控制方法 。 ABCs ( x ) 0s ( x ) 0s ( x ) = 0第五章 現(xiàn)代控制理論及其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用 最優(yōu)控制 是現(xiàn)代控制理論的核心 ， 它研究的主要問題是：在滿足一定約束條件下 ， 尋求最優(yōu)控制策略 ， 使得性能指標(biāo)取極大值或極小值 。 基于最大功率點(diǎn)跟蹤的風(fēng)速估計(jì)器和最大效率點(diǎn)跟蹤的模型基礎(chǔ)上的最優(yōu)性能控制器 , 可以優(yōu)化機(jī)組的輸出功率 。 輸入 e 輸出 u 模糊推理 規(guī)則庫 R D/A 執(zhí)行器 被控對(duì)象 傳感器 A/D 期望值 ＋ － e u 模糊值 模糊值 精確值 精確值 模糊化 去模糊化 模糊控制 是根據(jù)操作人員手動(dòng)控制的經(jīng)驗(yàn) ， 總結(jié)出一套完整的控制規(guī)則 ， 再根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài) ， 經(jīng)過模糊推理 、 模糊判決等運(yùn)算 ，求出控制量 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制 。 第五章 現(xiàn)代控制理論及其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 是將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與控制理論相結(jié)合而發(fā)展起來的智能控制方法 。 它已成為智能控制的一個(gè)新的分支 ， 為解決復(fù)雜的非線性、 不確定 、 未知系統(tǒng)的控制問題開辟了新途徑 。 目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的種類相當(dāng)豐富 ， 已有數(shù)十種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 。 典型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有多層前向傳播網(wǎng)絡(luò) （ BP網(wǎng)絡(luò) ） 、 Hopfield網(wǎng)絡(luò) 、 CMAC小腦模型 、 ART網(wǎng)絡(luò) 、 BAM雙向聯(lián)想記憶網(wǎng)絡(luò) 、 SOM自組織網(wǎng)絡(luò) 、 Blotzman機(jī)網(wǎng)絡(luò)和Madaline網(wǎng)絡(luò)等 第五章 現(xiàn)代控制理論及其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用 專家系統(tǒng) 采用計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng) , 嵌入專家系統(tǒng)智能控制策略 , 實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組無人值守全自動(dòng)運(yùn)行 : 并網(wǎng) 、 脫網(wǎng) 、 運(yùn)行及保護(hù)控制 。 第五章 現(xiàn)代控制理論及其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用 my模型參考自適應(yīng)系統(tǒng) 控制器 被控對(duì)象 自適應(yīng)機(jī)構(gòu) 參考模型 ??tr ＋ ＋ － － ? ? myyte ??yu內(nèi)環(huán) 外環(huán) 控制器參數(shù) 自適應(yīng)控制 的目標(biāo)是使控制系統(tǒng)對(duì)過程參數(shù)的變化 、 以及對(duì)未建模部分的動(dòng)態(tài)過程不敏感 。 當(dāng)過程動(dòng)態(tài)變化時(shí) , 自適應(yīng)控制系統(tǒng)試圖感受這一變化并實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)控制器參數(shù)或控制策略 , 使得指定的性能指標(biāo)盡可能接近最優(yōu)和保持最優(yōu) , 也就是說自適應(yīng)控制一定是最優(yōu)控制 , 但最優(yōu)控制卻不一定是自適應(yīng)控制 。 第五章 現(xiàn)代控制理論及其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用 魯棒控制 控制問題：給定一受控對(duì)象的 集合 （ 族 ） ， 設(shè)計(jì)控制器 ， 使得對(duì)該集合中的 任意 受控對(duì)象 ， 閉環(huán)系統(tǒng) 均 滿足要求的性能指標(biāo) 。 可實(shí)現(xiàn)在有建模不確定性條件下的最大風(fēng)能捕獲 。 第五章 現(xiàn)代控制理論及其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用 給定一個(gè)受控對(duì)象 控制器 控制性能 P C S 給定一個(gè)受控對(duì)象 族 控制器 控制性能 C 傳統(tǒng)控制方法 魯棒控制方法 第五章 現(xiàn)代控制理論及其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用