风力发电机组模糊控制仿真优化研究

根据上述控制方案，用MATLAB/SIMULINK软件进行仿真研究。MATLAB/SIMULINK的Power system元件库内有很多包括电机在内的电气器件模型，但没有风力机模型。根据风力机特性和参数，可以建立如图9-12所示的风力机的模型。模型的输入为角速度ω_n和风速V，输出为驱动转矩T_L。输入的风速如图9-13所示，整个系统的仿真结构图如图9-14所示。

图9-12 风力机模型结构

图9-13 输入的风速

由于模糊隶属函数与模糊控制规则的建立包含很多经验因素，初步的选择可能并不能达到比较好的效果，因此在仿真过程中可以根据仿真结果对它们进行修改，以达到理想的结果。仿真结果如图9-15所示：机组在不同风速下的功率特性如图中曲线所示。当风速为v₂时，这时发电机的转速为ω₁，工作点为A点。因为A点不是v₂风速下的最大C_P点，于是模糊控制器投入工作，它将发电机的转速调整为ω₂，工作点从A点调整到最大点B点；此后风速增大到v₃，因为风力机的转速不能突变，所以发电机的工作点变为C点，同样C点不是v₃风速下的最大C_P点，因此模糊控制器又投入工作，它将发电机的转速从ω₂增大到ω₃，工作点从C点调整到最大点D点；此后风速减小到v₁，发电机的工作点变为E点，这时模糊控制器再次投入工作，它将发电机转速从ω₃降低到ω₄，工作点从E点调整到F点。(www.xing528.com)

采用模糊控制技术的优点是明显的，在它进行实时搜索的过程中不需要风速信号，而且也不在乎系统参数的变化，对于噪声和扰动干扰的也不敏感。对于风力发电机组这样的非线性时变系统是一种理想的控制方案。

图9-14 模糊控制系统仿真图

图9-15 最大C_P值的追踪过程仿真