风力发电机组偏航控制技术研究

"风力发电控制技术，偏航控制方法，控制系统，仿真，水利水电工程，硕士，高梁，张礼达，20080301，西华大学" 风力发电是一种可持续且环保的能源获取方式，随着全球对清洁能源需求的增加，风力发电技术的研究与开发愈发重要。在风力发电机组中，控制技术扮演着关键角色，以提高风能转换效率和延长机械寿命。其中，偏航控制是确保风力发电机能够有效捕获风能的关键环节。 偏航控制系统的主要任务是使风力机的叶轮始终保持与风向一致，因为风向的不稳定性需要及时调整。偏航控制分为被动迎风和主动迎风两种类型。被动迎风系统通常应用于小型独立风力发电系统，依赖于尾舵来被动响应风向变化；而主动迎风系统常见于大型并网风力发电机组，通过风向传感器主动调整偏航角度。 本研究以西华大学硕士学位论文为基础，作者高梁在导师张礼达教授指导下，深入探讨了风力发电机组的偏航控制技术。论文首先建立了风速分布的双韦伯尔数学模型，这是一种用于描述风速变化统计特性的概率分布模型。接着，通过最大似然性法确定该模型的参数，以更准确地模拟实际风况。 在模型建立的基础上，论文引入了模糊逻辑控制技术设计风能偏航控制系统的跟踪控制器。模糊逻辑控制能够处理不确定性，适应风速的随机变化，从而优化偏航控制。通过MATLAB仿真软件，针对双馈风力发电机组进行了仿真实验，结果显示，所提出的模糊逻辑控制策略是有效且可行的。 此外，论文还研究了Vane-Hill Climbing (V-HC)算法在大型风力发电机组偏航控制中的应用。V-HC算法是一种智能优化策略，它能帮助风力机在复杂风况下更有效地追踪最佳风向，进一步提升发电效率。 总结起来，这篇论文详细探讨了风力发电机组的偏航控制技术，从数学模型构建、参数估计到模糊逻辑控制策略的实现，以及V-HC算法的应用，都展示了在提升风能利用效率上的创新思路。这些研究成果对于推动风力发电技术的进步，尤其是在偏航控制系统设计方面，具有重要的理论和实践价值。