【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊控制的组合式垂直轴风机变桨距控制方法
[0001]本专利技术属于风力发电
，具体涉及一种基于模糊控制的组合式垂直轴风机变桨距控制方法。
技术介绍
[0002]风能作为一种可再生能源，具有清洁无污染、储量丰富、投资少、见效快等优点。风力发电机是一种将风能转化为机械能，机械能再转化为电能的能量转换装置，分为垂直轴风机和水平轴风机两类。其中，垂直轴风机具有风向适应性好、结构简单、便于维护等优点，应用广泛。
[0003]垂直轴风机可分为阻力型垂直轴风机和升力型垂直轴风机。阻力型垂直轴风机具有对风速要求低，启动性能好，安装简易等优点，但其风能利用效率低。升力型垂直轴风机风能利用率较高，但存在发电不稳定性和自启动性能较差的缺点。因此，由阻力型垂直轴风机和升力型垂直轴风机结合组成的组合式垂直轴风机，能够合理解决垂直轴风机自启动性能差、发电效率不高的问题。
[0004]为了进一步提高风机发电效率，风机常采用搭载桨距角调节装置进行变桨距，尽可能使风机保持额定功率发电提高发电能力。但现有组合式垂直轴风机依靠阻力...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于模糊控制的组合式垂直轴风机变桨距控制方法，所述组合式垂直轴风机包括同轴设置的S型风机和H型风机，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、风机启动，控制系统初始化，通过传感器模组获取风速V、组合式垂直轴风机发电机实际转速ω和H型风机叶片桨距角β信息；S2、根据S1测得的风速大小，若测得风速＜切入风速，风机不动作；若测得风速＞切入风速，同时根据S1测得的发电机实际转速信息，调节S型风机两个叶片的相对位置，从而调节两个叶片的重叠比；具体包括以下步骤：S21、确定S型风机工作的转速区间[0，ω
max
]，监测组合式垂直轴风机发电机实际转速；S22、若发电机实际转速低于阈值ω
max
，S型风机工作，并调整S型风机重叠比至合适位置，该位置能提供较大的启动力矩，提高风机启动性能；若发电机实际转速高于阈值ω
max
，S型风机重叠比保持为1，即叶片合拢停止工作，避免造成风阻；H型风机启动；S3、根据S1采集得到的信息，以H型风机的桨距角为被控对象，发电机实际转速与额定转速的偏差量e及风速变化率ec为模糊输入量，采用模糊控制算法计算出控制输出量桨距角变化值Δβ，将该控制输出量输入至变桨距控制系统中来控制H型风机桨距角变化。2.根据权利要求1所述的基于模糊控制的组合式垂直轴风机变桨距控制方法，其特征在于，S3具体包括以下步骤：S31、确定模糊控制器输入量e、ec和输出量Δβ：根据S1测得的发电机实际转速ω和风速V信息，计算得到实际转速ω与额定转速ω0的偏差量e＝Δω＝ω
‑
ω0和风速变化率ec＝dV/dt，模糊控制器输出量为桨距角变化值Δβ；S32、输入量和输出量模糊化处理：对实际转速ω与额定转速ω0的偏差量e及风速变化率ec模糊化，转化成模糊量E，EC；同时对输出量Δβ进行模糊量化处理为U；S33、建立模糊控制规则：在控制过程中当发电机实际转速与额定转速的偏差量较大时，桨距角的变化目标是尽快消除转速偏差；当发电机转速偏差量较小时，桨距角的变化除了要消除发电机转速偏差，还要考虑风机系统的稳定性，防止风机运行时各个变量产生不必要的超调和震荡；S34、模糊推理：采用Mamdani推理控制中的查表法，基于模糊控制规则，推理语句如下：If ec＝EC
i and e＝E
j then U＝U
ij
式中，EC
i
和E
j
(i,j＝1，2，
……
，6)分别为输入量风速变化率和转速偏差量的模糊量集合中的元素，U
ij
(i,j＝1，2，
……
，6)为输出的桨距角变化值模糊量集合；S35、去模糊化：采用加权求和法将输出量模糊值转化为精确值；S36：模糊控制器输出：模糊控制器输出桨距角调节量到变桨距装置，完成桨距调节。3.根据权利要求2所述的基于模糊控制的组合式垂直轴风机变桨距控制方法，其特征在于，步骤S32输入量和输出量模糊化处理的方法如下：将输入量模糊化得到{负大，负中，负小...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴威，何林，何纤纤，秦渲雅，殷乐，卞安祺，蔡博奥，路正兵，陈学渊，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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