[發明專利]風力發電機組模糊偏航控制系統及控制方法

無效

• 申請號: 200910011262.7
• 申請日: 2009-04-23
• 公開（公告）號: CN101586526A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 王云波;譚福陽;姜楊
• 申請（專利權）人: 沈陽瑞祥風能設備有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司
• 代理人: 王 鋼

技術領域

本發明涉及一種控制系統，尤其涉及一種風力發電機組模糊偏航控制系統及控制方法。

背景技術

常規風力發電機組偏航系統采用比例積分微分(PID：ProportionIntegration?Differentiation)控制，而由于風力發電系統的復雜性，系統模型的建立是非常困難的，因此不能準確根據風向的變化對偏航系統進行調整。

發明內容

為解決上述技術問題本發明提供一種風力發電機組模糊偏航控制系統及控制方法，目的是使偏航控制可較好的克服風向離散性擾動的影響，調向平穩，工作可靠，能夠準確跟蹤風向變化。

為達到上述目的本發明風力發電機組模糊偏航控制系統，由下述結構構成：一個風向傳感器，用于對風向信號進行采集并傳送到控制器，并接收偏航電機傳送的偏航信號；一個控制器，用于接收風向傳感器傳送的風向信號并根據誤差進行模糊控制后，將處理的結果傳送給PLC；一個PLC，對傳送過來的信號進行處理之后把對應的控制信號發送給偏航電機；一個偏航電機，用于對航向的控制和調整，調整后使風向傳感器繼續采集風向。

所述的控制器由下述結構構成；一個第一運算器，用于對誤差值進行運算后傳送給模糊控制器；一個微分器，用于對誤差值進行微分運算后，再傳送給第二運算器；一個第二運算器，用于對微分器進行微分運算后的數值進行再次運算，并傳送給模糊控制器；一個積分器，用于對誤差值進行積分運算后再傳送到PLC；一個模糊控制器，用于對第一運算器和第二運算器傳送的數值進行模糊控制，并將結果傳送到PLC。

所述的PLC將模糊控制器和積分器傳送的的信號進行處理后再傳送到偏航電機。

風力發電機組模糊偏航控制系統的控制方法，包括下述步驟：風向傳感器采集信號，并向控制器傳送；當采集的信號與目標值存在偏差時，控制器開始工作，對偏差值進行處理，并將處理的結果傳送給PLC；PLC對傳送過來的信號進行處理后把對應的控制信號發送給偏航電機，進行航向的控制和調整，當偏差值達到預計目標后，偏航電機停止工作。

所述的控制器對偏差值處理包括下述步驟：偏差值經過第一運算器、微分器和第二運器運算后送到模糊控制器，模糊控制器再進行處理后傳送到PLC，偏差值經過積分器進行積分后傳到PLC。

所述的偏航電機調整后，繼續對是否有偏差值進行檢測，如果有偏差值則控制器繼續工作。

本發明的優點效果：由于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于接受和理解，設計簡單，應用方便的特點，使得模糊控制非常適合于風力發電系統的建模和控制，使控制更準確可靠。

附圖說明

圖1本發明的控制系統原理圖。

圖2本發明控制器的結構框圖。

圖3本發明的控制流程圖。

圖中：1、風向傳感器；2、控制器；3、PLC；4、偏航電機；5、積分器；6、第一運算器；7、微分器；8、第二運算器；9、模糊控制器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1所示本發明風力發電機組模糊偏航控制系統，由下述結構構成：

一個風向傳感器1，用于對風向信號進行采集并傳送到控制器2，并接收偏航電機4傳送的偏航信號；一個控制器2，用于接收風向傳感器1傳送的風向信號并根據輸入輸出誤差進行模糊控制后，將處理的結果傳送給PLC3；一個PLC3，對傳送過來的信號進行處理之后把對應的控制信號發送給偏航電機4；一個偏航電機4，用于對航向的控制和調整，調整后使風向傳感器繼續采集風向。

如圖2所示控制器2由下述結構構成；一個第一運算器6，用于對誤差值進行運算后傳送給模糊控制器9；一個微分器7，用于對誤差值進行微分運算后，再傳送給第二運算器8；一個第二運算器8，用于對微分器7進行微分運算后的數值進行再次運算，并傳送給模糊控制器9；一個積分器5，用于對誤差值進行積分運算后再傳送到PLC3；一個模糊控制器9，用于對第一運算器6和第二運算器8傳送的數值進行模糊控制，并將結果傳送到PLC3；PLC3將模糊控制器9和積分器5傳送的的信號進行處理后再傳送到偏航電機4。

如圖3所示風力發電機組模糊偏航控制系統的控制方法，包括下述步驟：風向傳感器采集信號，并向控制器傳送；當采集的信號與目標值存在偏差時，控制器開始工作，對偏差值進行處理，并將處理的結果傳送給PLC；PLC對傳送過來的信號進行處理后把對應的控制信號發送給偏航電機，進行航向的控制和調整，當偏差值達到預計目標后，偏航電機停止工作。