張廣明，嵇保健
南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院，江蘇南京

摘　　　要：變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常采用轉(zhuǎn)速控制和變槳距控制相結(jié)合的方法，在額定風(fēng)速以下主要調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)速跟隨風(fēng)速變化而變化，以獲得較佳葉尖速比；在額定風(fēng)速以上通過(guò)調(diào)整槳葉節(jié)距，改變氣流對(duì)葉片攻角，從而改變風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獲得的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，才能使功率輸出保持穩(wěn)定。傳統(tǒng)ＰＩＤ控制方案在風(fēng)電控制中仍然發(fā)揮重要的作用，先進(jìn)的控制算法與傳統(tǒng)控制相結(jié)合將是風(fēng)電控制的主流。在轉(zhuǎn)速控制環(huán)中采用積分分離ＰＩＤ控制，在變槳距控制中采用參數(shù)自適應(yīng)ＰＩＤ控制。仿真結(jié)果表明，控制方法分別在各自控制環(huán)中發(fā)揮良好的效果，相比常規(guī)ＰＩＤ控制，超調(diào)量明顯減小，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。

關(guān)　鍵　詞：變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)；積分分離；參數(shù)自適應(yīng)控制

１　引　言
近年來(lái)，國(guó)際大型風(fēng)電技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)業(yè)不斷成長(zhǎng)壯大。變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以其良好的性能已經(jīng)成為并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主流機(jī)型［１�玻常荨Ｗ兯亠L(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定風(fēng)速以下主要調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)速跟隨風(fēng)速變化而變化，以獲得較佳葉尖速比。在額定風(fēng)速以上通過(guò)調(diào)整槳葉節(jié)距，改變氣流對(duì)葉片攻角，從而改變風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獲得的空氣動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，才能使功率輸出保持穩(wěn)定［４］。ＰＩＤ控制是較早發(fā)展起來(lái)的控制策略之一，由于其算法簡(jiǎn)單、魯棒性好及可靠性高，被廣泛應(yīng)用于各種控制中，尤其適合可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性系統(tǒng)，但實(shí)際風(fēng)電系統(tǒng)是一個(gè)線性和非線性相結(jié)合的系統(tǒng)，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。文獻(xiàn)［１�玻矗菰趥鹘y(tǒng)ＰＩＤ控制的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了智能控制系統(tǒng)，期中包括變論域自適應(yīng)模糊變槳距控制器、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變槳距控制器、基于遺傳算法尋優(yōu)的槳距角模糊控制器，均獲得了較好的控制效果，但控制算法相對(duì)復(fù)雜。本文在上述先進(jìn)控制方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)風(fēng)速是否超過(guò)額定風(fēng)速提出變結(jié)構(gòu)控制。當(dāng)風(fēng)速在額定風(fēng)速以下時(shí)，引入積分分離ＰＩ控制克服傳統(tǒng)ＰＩ控制容易深度飽和的缺點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)速在額定風(fēng)速以上時(shí)，根據(jù)風(fēng)速大小，利用模糊推理，給出合適的比例、積分、微分系數(shù)，通過(guò)傳統(tǒng)的ＰＩＤ運(yùn)算得到槳距角變化的設(shè)定值。仿真表明，模糊變參數(shù)控制方法能夠有效縮短調(diào)節(jié)時(shí)間，減小系統(tǒng)超調(diào)量，具有較好的控制效果。

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