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）·机械研究与应用·２０１５年第２期（第２８卷，总第１３６期检测与控制
）
前端调速式风电机组功率优化控制研究
张生睿，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：针对额定风速以上前端调速式风电机组功率优化问题，提出一种基于差分进化算法的功率优化控制策略。以液力变矩调速系统输出转速恒定、机组输出功率平滑为控制目标建立目标函数，采用差分进化算法，对变桨系统桨距角与液力变矩调速系统导叶开度角两个控制参数进行优化，根据优化后参数对风电机组进行变桨与变矩控制，实现对机组输出有功的优化控制。以２ＭＷ前端调速式风电机组为对象进行仿真分析，仿真结果表明，根据本文提出的方法对风电机组进行功率控制，平滑了风电机组的输出功率，减小了功率波动，验证了控制策略的可行性。关键词：前端调速风电机组；差分进化算法；桨距角；导叶开度中图分类号：ＴＭ６１４文献标志码：Ａ文章编号：１００７－４４１４（２０１５）０２－０１６１－０６
，ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｏｗｅｒＯｐｔｉｍａｌＣｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅＦｒｏｎｔ－ｅｎｄＳｐｅｅｄＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＷｉｎｄＴｕｒｂｉｎｅＺＨＡＮＧＳｈｅｎｇ－ｒｕｉ，ＤＯＮＧＨａｉ－ｙｉｎｇ（ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬａｎｚｈｏｕＧａｎｓｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｏｐｔｉｍａｌｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｏｗｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｆｏｒｔｈｅｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｗｈｅｎｔｈｅｗｉｎｄｓｐｅｅｄｉｓｂｅｙｏｎｄｔｈｅｒａｔｅｄｖａｌｕｅ．Ｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｆｔｅｒｓｅｔｔｉｎｇｔｈｅｓｅｔｗｏｔａｒｇｅｔｓｗｈｉｃｈａｒｅｉｎｖａｒｉａｂｌｅｏｕｔｐｕｔｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｐｅｅｄｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｓｍｏｏｔｈｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ．Ｔｈｅｐｒｏｐｅｌｌｅｒｐｉｔｃｈａｎｇｌｅａｎｄｔｈｅｇｕｉｄｅｖａｎｅａｎｇｌｅａｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｓｔｗｏｃｏｎｔｒｏｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ａｎｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｐｏｗｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｉｓｒｅａｌｉｓｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｐｉｔｃｈａｎｄｔｏｒｑｕｅｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅ２ＭＷｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｗｅｒｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｉｓｒｅｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｉｓｓｍｏｏｔｈｔｈｕｓｉｔｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｔｒｏｌ
，
ｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｆｅａｓｉｂｌｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｐｉｔｃｈａｎｇｌｅ；ｇｕｉｄｅｖａｎｅｏｐｅｎｉｎｇ
０引言随着风电产业的快速发展和逐渐成熟，风电机组
的运行效率受到越来越多的关注和研究。在有效提高风电机组功率输出的同时保证输出功率的平滑性水平、提高风电质量、保证风电安全可靠并网已成为当前风力发电技术的研究重点。
］目前以双馈型和直驱型机组为代表的变速恒频风电机组已成为风力发电技术的主流，针对此类风电机组的功率控制已有一定研究［１－５。文献［１］基于微分跟踪器对双馈风电机组的功率曲线自寻优控制策略进行了研究；文献［２］、［３］提出一种自适应增益调度线性二次型高斯最优控制策略，对变速恒频风电机组的运行优化问题进行了研究；文献［４］基于奇异摄动理论和逆系统方法对变速变桨距风机的水平功率控制进行了研究；文献［５］通过模态线性化过程建模被控对象
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