張廣明，嵇保健
南京工業大學自動化與電氣工程學院，江蘇南京

摘　　　要：變速風力發電機組通常采用轉速控制和變槳距控制相結合的方法，在額定風速以下主要調節發電機的轉矩使轉速跟隨風速變化而變化，以獲得較佳葉尖速比；在額定風速以上通過調整槳葉節距，改變氣流對葉片攻角，從而改變風力發電機組獲得的空氣動力轉矩，才能使功率輸出保持穩定。傳統ＰＩＤ控制方案在風電控制中仍然發揮重要的作用，先進的控制算法與傳統控制相結合將是風電控制的主流。在轉速控制環中采用積分分離ＰＩＤ控制，在變槳距控制中采用參數自適應ＰＩＤ控制。仿真結果表明，控制方法分別在各自控制環中發揮良好的效果，相比常規ＰＩＤ控制，超調量明顯減小，調節時間縮短，動態響應快。

關　鍵　詞：變速風力發電機；積分分離；參數自適應控制

１　引　言
近年來，國際大型風電技術日趨成熟，產業不斷成長壯大。變速風力發電機組以其良好的性能已經成為并網型風力發電機組的主流機型［１�玻常�。變速風力發電機組在額定風速以下主要調節發電機的轉矩使轉速跟隨風速變化而變化，以獲得較佳葉尖速比。在額定風速以上通過調整槳葉節距，改變氣流對葉片攻角，從而改變風力發電機組獲得的空氣動力轉矩，才能使功率輸出保持穩定［４］。ＰＩＤ控制是較早發展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、魯棒性好及可靠性高，被廣泛應用于各種控制中，尤其適合可建立精確數學模型的確定性系統，但實際風電系統是一個線性和非線性相結合的系統，難以建立精確的數學模型。文獻［１�玻矗菰趥鹘yＰＩＤ控制的基礎上設計了智能控制系統，期中包括變論域自適應模糊變槳距控制器、模糊神經網絡變槳距控制器、基于遺傳算法尋優的槳距角模糊控制器，均獲得了較好的控制效果，但控制算法相對復雜。本文在上述先進控制方法的基礎上，根據風速是否超過額定風速提出變結構控制。當風速在額定風速以下時，引入積分分離ＰＩ控制克服傳統ＰＩ控制容易深度飽和的缺點。當風速在額定風速以上時，根據風速大小，利用模糊推理，給出合適的比例、積分、微分系數，通過傳統的ＰＩＤ運算得到槳距角變化的設定值。仿真表明，模糊變參數控制方法能夠有效縮短調節時間，減小系統超調量，具有較好的控制效果。

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