前端調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機組液力速度控制研究前端調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機組液力速度控制研究

摘要：隨著環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的需求不斷增加，風(fēng)力發(fā)電成為重要的可再生能源之一。在風(fēng)力發(fā)電機組中，控制風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度的液力系統(tǒng)起著關(guān)鍵的作用。本文主要研究了前端調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機組液力速度控制的相關(guān)技術(shù)及其優(yōu)缺點，并提出了改進(jìn)方案。

1.引言

風(fēng)力發(fā)電是一種利用風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。相比傳統(tǒng)能源，風(fēng)力發(fā)電具有環(huán)境友好、可再生等優(yōu)點，因此得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。其中，風(fēng)力發(fā)電機組的液力系統(tǒng)用于控制風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度和最大功率點追蹤，對整個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率起著至關(guān)重要的作用。

2.前端調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機組液力速度控制方法

2.1比例積分微分(PI-D)控制

比例積分微分(PI-D)控制是一種常見的液力速度控制方法。它通過調(diào)整液力系統(tǒng)輸出扭矩的控制方式，控制風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)速度。該方法具有穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，但在突發(fā)風(fēng)力變化時可能出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。

2.2模糊邏輯控制

模糊邏輯控制是一種基于系統(tǒng)的經(jīng)驗知識與模糊規(guī)則進(jìn)行決策的控制方法。在液力速度控制中，通過模糊邏輯控制風(fēng)力發(fā)電機組的扭矩輸出，實現(xiàn)對風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)。該方法能夠適應(yīng)不同的風(fēng)力工況，具有較好的適應(yīng)性和魯棒性。

2.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的控制方法。在液力速度控制中，通過訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機組扭矩輸出的控制，從而調(diào)節(jié)風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)速度。該方法具有自適應(yīng)性強、非線性處理能力好等優(yōu)點，能夠有效應(yīng)對復(fù)雜的風(fēng)力條件。

3.優(yōu)缺點及改進(jìn)方案

前端調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機組液力速度控制方法各有優(yōu)缺點。比例積分微分控制方法穩(wěn)定性好，但在突發(fā)風(fēng)力變化時容易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。模糊邏輯控制方法適應(yīng)性強，但規(guī)則的設(shè)計需要一定的經(jīng)驗，且對風(fēng)力變化響應(yīng)較慢。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法具有較好的自適應(yīng)性和非線性處理能力，但訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)模型需要大量的數(shù)據(jù)和計算資源。

為了改進(jìn)前端調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機組液力速度控制方法，可以結(jié)合不同的方法進(jìn)行綜合控制。比如，在液力系統(tǒng)中加入模糊邏輯控制模塊，使得系統(tǒng)能夠在突發(fā)風(fēng)力變化時更好地控制風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)速度。或者通過集成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，提高系統(tǒng)對復(fù)雜風(fēng)力條件的響應(yīng)能力。

4.結(jié)論

前端調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機組液力速度控制是確保風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文通過對比研究了比例積分微分控制、模糊邏輯控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法的優(yōu)缺點，并提出了改進(jìn)方案。通過綜合應(yīng)用不同的控制方法，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和響應(yīng)能力，為風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持綜合比較了前端調(diào)速式風(fēng)力發(fā)電機組液力速度控制方法中的比例積分微分控制、模糊邏輯控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法的優(yōu)缺點，并提出了改進(jìn)方案。比例積分微分控制方法具有穩(wěn)定性好的優(yōu)點，但在突發(fā)風(fēng)力變化時可能出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。模糊邏輯控制方法適應(yīng)性強，但響應(yīng)較慢。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法具有較好的自適應(yīng)性和非線性處理能力，但訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)模型需要大量數(shù)據(jù)和計算資源。為了改進(jìn)控制方法，可以綜合應(yīng)用不同的控制方法