改进的风力机风速测控策略与自适应增益研究

本文主要探讨了风力机风速测控系统的深入研究，由作者赵杰撰写，针对的是控制工程领域的课题。文章背景着重提及了全球对核能的重新评估以及化石燃料资源的日益紧缺，这推动了对可再生能源如风能的重视。风力发电因其无污染、建设周期短、占地少和成本效益高等优点，成为风能技术的重要发展方向。 风力机的核心在于最大风能捕获的转矩控制，其中风能利用系数与叶尖速比和桨叶节距角密切相关。在优化功率运行阶段，通过设定发电机转矩来确保风力机在最佳叶尖速比下工作。然而，由于风轮自身的转动惯量大且风速变化快速，风电机组并不总能保持最佳状态，因此，文章提出修正转矩控制规则，通过调整增益G，使得风轮能够快速响应风速变化，提升动态性能。 此外，文中强调了风速估计的挑战，风力机实际工作在三维多变的风场环境中，风速分布不均且受到湍流、塔架效应、风剪和地面粗糙度等因素的影响，传统的风速计测量结果可能存在误差。因此，风速估计部分可能采用了更高级的技术，如风洞测试和卡尔曼滤波等先进方法，以提高风速预测的准确性。 前馈控制作为补偿措施，旨在提前预测并抵消某些扰动，通过与风速估计相结合，可以有效地增强风力机对风速变化的适应性和控制精度。文章给出了前馈控制框图，展示了这一控制策略的具体实施方式。 本文详细讨论了风力机风速测控系统的关键要素，包括理论模型、控制策略和风速估计技术，旨在提升风力发电系统的性能和可靠性，以应对日益增长的能源需求和环境保护压力。通过自适应增益控制和前馈补偿，作者寻求实现风力机在复杂风况下的高效、稳定运行。