基于粒子群优化的同步风力发电机励磁系统的变论域模糊控制.pdfVIP

·机械研究与应用 ·２０１５年第２期 （第２８卷，总第１３６期）　　　　　　　　　　　　　　　　　　检测与控制 基于粒子群优化的同步风力发电机励磁系统的 变论域模糊控制 张　翔，董海鹰 （兰州交通大学 自动化与电气工程学院，甘肃 兰州　７３００７０） 摘　要：针对直接并网型同步风力发电机励磁系统非线性、时变性及风力发电机运行工况多变等特点，提出了一种基 于粒子群优化的同步风力发电机励磁系统的变论域模糊控制方法。该方法中，通过分析确定变论域伸缩因子的结 构，利用粒子群算法优化其参数，实现伸缩因子参数的智能寻优。将粒子群优化的变论域模糊控制器应用于励磁控 制中，根据电压环的性能指标建立目标函数，通过对基本论域自适应调整，实现了同步风力发电机励磁系统在全工况 下的自适应控制，提高了发电机端电压的调节精度和运行的稳定性。仿真结果表明，基于粒子群优化的变论域模糊 控制在动态性能和稳态性能上优于模糊控制。 关键词：同步风力发电机；励磁系统；变论域模糊控制；粒子群算法；伸缩因子 中图分类号：ＴＭ６１４　　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　　文章编号：１００７－４４１４（２０１５）０２－０１７１－０５ ＶａｒｉａｂｌｅＵｎｉｖｅｒｓｅＦｕｚｚｙＣｏｎｔｒｏｌｏｆＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＷｉｎｄＧｅｎｅｒａｔｏｒＥｘｃｉｔａｔｉｏｎ ＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＰａｒｔｉｃｌｅＳｗａｒｍＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｎｇ，ＤＯＮＧＨａｉ－ｙｉｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬａｎｚｈｏｕＧａｎｓｕ　７３００７０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｌｉｋｅｎｏｎｌｉｎｅａｒ，ｔｉｍｅ－ｖａｒｙｉｎｇａｎｄｃｈａｎｇｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｉｎｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｗｉｎｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｗｉｔｈｄｉｒｅｃｔｌｙｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ，ａｖａｒｉａｂｌｅｕｎｉｖｅｒｓｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｙｎｃｈｒｏ ｎｏｕｓｗｉｎｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＰＳＯｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｗｉｔｈｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｏｐｔｉｍｉ ｚａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ－ｅｘｐａｎｓｉｏｎｆａｃｔｏｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇａｎｄｄｅｃｉｄｉｎｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｕｎｉｖｅｒｓｅ ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ－ｅｘｐａｎｓｉｏｎｆａｃｔｏｒ，ａｎｄｕｓｉｎｇｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｉｔｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ａｆｔｅｒａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉ ｍｉｚｅｄｖａｒｉａｂｌｅｕｎｉｖｅｒｓｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｔｏｔｈｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅｌｏｏｐｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｈｅｎａｄａｐｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｗｉｎｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｖｉａａｄｊｕｓｔｉｎｇｂａｓｉｃ ｕｎｉｖｅｒｓｅｏｆｄｉｓｃｏｕｒｓｅ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｔｅｒｍｉｎａｌｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｕｎ ｎｉｎｇ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｉｓｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｉｎｂｏｔｈｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍ