【精彩论文】大型风电机组的模糊增益调度PI控制器设计

观点凝练

摘要：当风速超出额定风速时，大型风电机组通常采用变桨距的控制方式，通过调整叶片桨距角，改变气流对叶片的攻角，从而改变风电机组获得的空气动力转矩，实现对额定功率的稳定追踪。结合模糊控制与PI（比例-积分）控制，分别设计了模糊PI与模糊增益调度PI 2种变桨距控制器，并在Simulink软件环境下，利用Fast软件提供的5 MW陆基风力发电机模型进行仿真实验。仿真表明，新的控制器能有效缩短调节时间，减小系统超调量，具有较好的控制效果。
结论：针对额定工况以上控制过程调节时间慢、波动性大、超调量高等弊端，结合模糊控制与PI控制，分别设计了模糊PI与模糊增益调度PI 2种变桨距控制器，并在Simulink仿真环境下进行了基于Fast软件的测试，测试选取了恒定风速和湍流风速2种风况作为环境因素，通过对比传统控制策略与模糊PI控制、模糊增益调度PI控制在功率控制、发电机转矩、转速控制和桨距角控制上的动态响应过程可以看出，模糊PI控制和模糊增益调度PI控制在调节时间、超调量等动态性能方面均比简单PI控制有所改善，尤其是在湍流风速条件下，2种控制方式的动态过程波动性小，调节时间短，有效抑制了风速湍流带来的发电机转矩和转速的波动。

引文信息

李庚达, 林忠伟, 陈振宇, 等. 大型风电机组的模糊增益调度PI控制器设计[J]. 中国电力, 2020, 53(6): 107-113.LI Gengda, LIN Zhongwei, CHEN Zhenyu, et al. Fuzzy gain-scheduling pi controller design for large-scale wind turbine[J]. Electric Power, 2020, 53(6): 107-113.‍

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编辑：杨彪

审核：方彤

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