[發(fā)明專利]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的風電機組獨立變槳控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610022088.6
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105673325A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周臘吾;田猛;陳浩;韓兵;鄧寧峰
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南世優(yōu)電氣股份有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大型風電機組變槳控制領(lǐng)域，特別涉及基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID 的風電機組獨立變槳控制方法。

背景技術(shù)

當今社會，人類社會對能源的需求與日俱增，能源的浪費、低效率和不可 持續(xù)利用造成了整個社會的能源危機。在可再生能源中，風能因其無污染、零 排放和可再生等優(yōu)點，成為了國內(nèi)外新能源研究的重要對象，因此風能發(fā)電技 術(shù)在開發(fā)利用新能源技術(shù)中是最成熟的。風電機組變槳控制系統(tǒng)分統(tǒng)一變槳控 制系統(tǒng)和獨立變槳控制系統(tǒng)，因為在風電機組運行中獨立變槳控制系統(tǒng)相對統(tǒng) 一變槳控制系統(tǒng)能提高風能利用系數(shù)，使風電機組輸出最佳風能。

采用常規(guī)PID控制的獨立變槳控制系統(tǒng)在風電機組中得到了普及，然而， 由于PID控制不能很好地處理時變、非線性和強耦合的風力發(fā)電系統(tǒng)，因而為 了解決PID變槳控制系統(tǒng)的控制缺點，國內(nèi)外科研工作者在獨立變槳控制系統(tǒng) 中提出了各種先進的控制方法，如滑模變結(jié)構(gòu)變槳距控制、H∞魯棒控制、自適 應(yīng)控制、模糊控制等。但是上面提到的各種先進變槳控制方法都不能有效解決 運行于額定風速以上由風切變、風剪切和塔影效應(yīng)在塔架和槳葉上產(chǎn)生的不平 衡載荷，不能有效穩(wěn)定風電機組的輸出功率。

為了解決不平衡載荷和穩(wěn)定風電機組輸出功率的問題，需要對風電機組進 行綜合分析，以此來改善風電機組運行的動態(tài)性能，從而降低對風切變、風剪 切和塔影效應(yīng)在塔架和槳葉等關(guān)鍵部件上產(chǎn)生的不平衡載荷，使風電機組輸出 功率穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的大型風 電機組獨立變槳控制方法，通過RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線自學習能力，得出PID控制 器參數(shù)調(diào)節(jié)變化量，從而優(yōu)化大型風電機組獨立變槳控制系統(tǒng)的動態(tài)性能，實 現(xiàn)風切變、風剪切和塔影效應(yīng)在槳葉葉片、塔架等關(guān)鍵部件上產(chǎn)生不平衡載荷 的有效改善，穩(wěn)定風電機組輸出功率。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是：

一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的大型風電機組獨立變槳控制方法，包括以下 步驟：

1)建立風電機組的數(shù)學模型，計算風電機組槳葉的揮舞力矩；

2)通過park變換，把揮舞力矩變換為固定坐標系下的偏航力矩與俯仰力矩；

3)把偏航力矩和俯仰力矩輸入到RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器，通過RBF神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線自學習能力，由梯度下降法得出PID控制器參數(shù)調(diào)節(jié)變化量，PID 控制器輸出靜止坐標系下的槳距角；

4)經(jīng)過park逆變換把步驟3)得到的槳距角變換成三個葉片的槳距角，再 把三個葉片槳距角與同步變槳槳距角進行疊加，得出風電機組每個葉片的變槳 槳距角，實現(xiàn)對風電機組的獨立變槳控制。

上述基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的大型風電機組獨立變槳控制方法，所述步驟 1)中，建立的風電機組數(shù)學模型為：

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