現(xiàn)代控制技術(shù)在風力發(fā)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　風力發(fā)電系統(tǒng)的載荷控制是整個系統(tǒng)控制的關(guān)鍵。利用魯棒控制算法設(shè)計的獨立變槳距載荷優(yōu)化分布控制器，可使風輪上所受載荷的分布變得均勻，從而減小風電機組的振動，提高控制系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性和動態(tài)性能。采用全反饋控制方法，重新組成一個該型機組所需的載荷阻尼控制器，實現(xiàn)了對載荷的良好控制。當風速達到額定風速，但是輸出功率卻未達到額定功率時，魯棒控制器可以減小功率波動以及驅(qū)動鏈載荷。應(yīng)用魯棒控制組成的頻率穩(wěn)定控制器可以穩(wěn)定由于載荷波動造成的頻率波動，可以達到很強的魯棒穩(wěn)定裕度。
　　9 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在風力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Neural Network，簡稱NN）通過非線性映射，學習系統(tǒng)的特性，具有近似表示任意非線性函數(shù)及其逆的能力，具有高度的自適應(yīng)和自組織性，能夠?qū)W習和適應(yīng)嚴重不確定性系統(tǒng)的動態(tài)特性，具有很強的魯棒性和容錯能力。風速在時刻變化，風速預(yù)測不僅與預(yù)測方法有關(guān)，還與預(yù)測周期以及預(yù)測地點的風速特性有關(guān)。可以利用時間序列——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法研究短期風速預(yù)測，該方法用時間序列模型來選擇神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入變量，選用多層反向傳播BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別對采樣的風速序列進行預(yù)測。此外，也可以采用小波分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的方法對風力發(fā)電功率進行短期預(yù)測。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測風電場的發(fā)電量，可以減少功率的波動。采用前向人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)風速估計的控制策略為系統(tǒng)提供了高性能的動態(tài)特性，即使在真實系統(tǒng)中出現(xiàn)的不確定性和風速變化的情況下也能穩(wěn)定運行。
　　變槳距系統(tǒng)是風電機組研究的關(guān)鍵部分。針對變速變距型風電機組的液壓驅(qū)動式變距執(zhí)行機構(gòu)，可以用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變槳距控制方法，以解決變槳距機構(gòu)的非線性、參數(shù)時變性、抗干擾和滯后性控制問題。基于彈性自適應(yīng)人工魚群-BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的槳距控制器可以使風電機組在變化的風力中獲得最大的能量并使轉(zhuǎn)速、功率和機械負載變化最小。為了實現(xiàn)最大風能捕獲提出了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制器，該控制器結(jié)合了發(fā)電機的預(yù)測模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。
　　將BP 算法尋優(yōu)具有精確性與遺傳算法全局尋優(yōu)的優(yōu)點相結(jié)合，提出一種新的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，該算法用于風電機組齒輪箱故障的診斷，提高其工作的可靠性。Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以降低網(wǎng)絡(luò)對參數(shù)調(diào)整的敏感性，有效抑制局部極小值的出現(xiàn)，因而Elman 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于故障診斷能識別出風力發(fā)電機組齒輪箱故障類型，從而對齒輪箱進行有效的故障判別。
　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適用于非線性系統(tǒng)，且不需要精確的數(shù)學模型，通過自學習可以實現(xiàn)良好的控制效果，能夠?qū)崿F(xiàn)電能質(zhì)量的優(yōu)化。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以用于風力機動力學分析中，其具有很強的容錯能力，對于風電機組模型的不確定性，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)與其他的控制技術(shù)相結(jié)合，可以建立有效的數(shù)字信號處理器和其他設(shè)備控制器。由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯技術(shù)的控制器可以用于載荷頻率控制，控制器中的動態(tài)模糊網(wǎng)用于自適應(yīng)載荷頻率控制設(shè)計中，該控制器可以減小載荷，具有良好的魯棒性和有效性。
　　10 模糊控制理論在風力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　模糊控制是一種基于語言規(guī)則、模糊推理的高級控制策略，是智能控制領(lǐng)域最活躍、最重要的分支之一，截至目前，模糊控制以現(xiàn)代控制理論為基礎(chǔ)，同時結(jié)合人工智能技術(shù)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿人職能技術(shù)，并因其具有自身優(yōu)點，在風力發(fā)電控制領(lǐng)域得到了空前的發(fā)展。
　　變槳距系統(tǒng)是風電機組當中重要的組成部分，其性能的好壞對風電機組的安全性、使用壽命、電能質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響。在高于額定風速工況下運用了模糊變槳控制來限制功率，在一定程度上解決了風電系統(tǒng)數(shù)學模型復雜、受參數(shù)變化和外部干擾嚴重、系統(tǒng)非線性、時變、強耦合等困難。