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1、现代控制技术在风能转换系统中的应用分析摘 要：风能转换系统不同，其设计目标也会存在差异，在整个风能转换系统中，控制系统是其中重要的构成部分，也是行业发展中所重点关注的环节，那么，为了能够更好的发挥风能转换系统的作用，文章对现代控制技术在风能转换系统中应用的相关内容进行了阐述。 关键词：现代控制技术；风能转换系统；应用分析 近年来，尽管我国经济发展速度不断加快，但是，也相应的增加了能源消耗量，尤其是常规能源不断减少，面临这种情况，迫切的要?恍尬廴尽稍偕?、清洁的新能源开发出来。风能就是一种重要的能源，并且风能开发在我国也有了一定的进展，其中风能转换系统是确保能源被有效转换和应用的关键环节，所以，
2、为了将其作用更好的发挥出来，必须要将更加先进的现代控制技术应用进去。 1 在风能转换系统中应用滑模变结构 一种不连续的开关控制是滑模变结构的主要特征，它要求快速、频繁的对系统的控制状态进行切换，有着相应快速、设计简单、对系统参数不敏感、实现容易的特点，在控制风能转换系统时发挥着重要的作用。 该控制技术有着广阔的发展前景，应用了普通线式异步电机，向电网中直接接入发电机定子，通过功率转换器将转子一同接入电网，这时，它的变化器容量会不断变小，这是该控制技术的最大优点。在跟踪风速变化时，该系统发挥重要作用，最大限度的获取风能，并且，随着风速的不断变化，就会有越优越的速度跟踪效果，就会有越大的转矩波动存
3、在于机械传动链中。所以，一定要持续完善转矩平滑和风速跟踪之间的关系。 2 在风能转换系统中应用微分几何控制法 反馈精确线性化是微机几何控制的核心问题，它在局部微分同胚映射基础上，在大范围内线性化处理非线性系统，进而转变成线性控制问题。 一个范围较强的风速扰动非线性系统是风能转换系统的主要特征，随着来流风速的变化，其平衡点也在不断变化，在低于额定风速时，同二次最优 LQR 算法与放射性非线性模型结合到一起，然后将传统非线性系统带积分器反馈控制结构输入及新的线性系统给出来，进而能够全局精确线性化控制实现恒转速风力机功率，通过闭环处理得出，同平衡点局部线性模型的 LQG 控制器进行比较，微分几何控制
4、理论能够鲁棒性处理大范围的强烈扰动。对应，在高风速状态下运行变速风机时，需要保持恒定的输出功率，通过该理论，利用坐标转换，转换非线性系统，将其变成标准线性系统；通过LQR 算法，通过合理的加权矩阵，将非线性系统及线性系统的反馈控制量求得出来，控制好触发角与桨距角，进而全局精确线性化控制转变风速。通过仿真曲线分析得知，这种控制技术能够很好的相应大范围的风速变化情况。 3 在风能转换系统中应用最优控制法 最优控制法风能转换系统中一种常用的控制策略。同恒速风力发电机组进行比较，变速风力机的风能捕获会更强，然而在匹配时会应用一个等容量的功率变换器来实现，这样做会将机组控制成本增加。 那么，为了对动态风
5、速时变速风机的最优控制问题进行研究，再将风能系统内各种部件的模型给出来以后，把最优控制其划分成两个解耦：快变量的发电机输出功率控制与风轮风速控制。对转速进行调节，将其转矩控制在无静差的最佳叶尖速内，对 PWM 电压源型逆变器进行调节，将此转矩所对的发电机输出功率得出来，这样所捕获的风能会增加 9%-15%左右，在控制了变速时的发电机励磁电压后，能够经损耗有效降低。 在整体的风速范围中，主要是通过具有饱和特性的速度内环与自寻优控制外环对电机转速进行控制；通过饱和特性的功率对桨距进行控制，其中，在逆变器额定功率下可以获得最大值，如果高于额定功率值，为了能够输出最大的电流和保持输出电压的稳定性，这时
6、就可以应用到 PI 调节器。 4 在风能转换中应用自适应控制法 确保控制系统对为建模部分的动态过程及过程参数的变化不敏感是自适应控制的主要目标。如果过程动态变化，自适应系统会努力感受此种变化，然后对相应的控制策略及控制参数进行实时的调节，确保制定的性能指标尽量保持最优与接近最优，换言之，适应控制必须是最优控制，然而，最优控制并非就是自适应控制。对自适应控制系统的鲁棒性及参数漂移的补偿进行研究，是当前自适应控制研究的重点。自校正控制系统和模型参考自适应控制系统是自适应控制系统的两个重要类型。 利用 RBN 网络，将风能转换系统构建起来，处于阵风下的动态模型通过直接自适应控制法对逆变器导通角进行控
7、制，进而对发电机的运行点进行改变，这样确保可以始终在最佳风能利用状态下控制风能系统，如果误差较小，这样系统能够被 EBN 自适应控制器平滑的驱动到最佳运动点，动态跟踪误差值是 0，如果具有超出 5%以上的跟踪误差时，这样就能够发挥出滑动模监控控制器的作用，它主要以自然边界为基础，进而不断找出系统的平衡点。通过Lyapunov 法将神经网控制器的自适应率与监督控制器的形式导出来，进而能够将模型不确定的非现象问题及参数变化问题有效的解决掉，使发电效率不断被改善。 对函数神经网的自适应输出反馈控制器进行应用，能够使风电机组的动态稳定性被不断改善。控制器在线预测增益是神经网的主要特征，确保每个运行点都
8、能够稳定运行，在阵风扰动条件相同的情况下，在改善系统动态性能方面，此类控制器发挥着重要作用。并且，鲁棒性能在负载变化时也比较优越。在独立运行风能系统模型基础上，通过异步超前自适应控制策略对发电机齿轮箱的静态增益与转子电压进行控制，通过最小方差自校正对策，将一定的控制规律得出来，通过大量的实验能够得知，在风速和负载不断发生变化时，控制方法有着有限的最大跟踪误差与可靠的快速响应，在非线性时变系统中功效更加明显。 通过非线性自适应控制理论控制风机变速时，在不将风能系统机械复杂性增加的基础上，对发电机励磁绕组电压进行自动调整，进而能够得到平稳渐进的转子跟踪速度，进而有效的捕获最大风能。5 结束语 综上
9、所述，风能是当前一种重要的清洁、可再生能源，那么，为了有效的获取和应用风能，就需要先进风能转化系统给予支撑。近年来，国家有关这方面的技术研究在不断深化，但是，很难满足时代发展需求，所以，必须要跟上技术发展潮流，将一些现代化控制策略应用到风能转换系统中。对此，文章通过上文就对相关方面的内容进行了论述，目的是为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的帮助作用。 参考文献 1贾要勤，曹秉刚，杨仲庆.风力发电系统的 H_鲁棒控制J.太阳能学报，2004（01）：756-757. 2李树广，何志明.模糊自适应 PID 控制在立式风力发电系统中的应用J.测控技术，2003（07）：163-165. 3杨飞，王武，张元敏.大功率风能转换实验系统的建模与仿真J.机械设计与制造，2013（01）. 4杨俊华，吴捷，杨金明，等.现代控制技术在风能转换系统中的应用J.太阳能学报，2016（08）：865-866.
