周腊吾，邓宁峰，陈 浩，韩 兵，田 猛



基于ACA-PID算法的风机独立变桨控制

周腊吾1，邓宁峰1，陈 浩2，韩 兵1，田 猛1

(1.湖南大学电气与信息工程学院，湖南 长沙 410082；2.湖南世优电气股份有限公司，湖南 湘潭411100)

为了缓解大型风机在额定风速以上出现的不平衡载荷问题，针对变速变桨风电机组，给出了一种基于蚁群算法优化PID参数的风机独立变桨控制策略。利用蚁群算法的寻优特性，优化传统PID变桨控制器的参数，使其兼有PID控制的精简性与蚁群算法的自适应性，给出了其具体的实施步骤。构建了风力发电机独立变桨控制模型，对新策略与传统策略进行了仿真与实验。仿真与实验结果表明，基于蚁群算法优化PID参数的风机独立变桨控制策略是有效和实用的，该策略能提高控制系统的动态性能，有效地减少不平衡载荷，改善风机的振动状态。

风电机组；独立变桨控制；蚁群算法；PID；不平衡载荷

0 引言

随着常规能源的弊端显现，可再生能源越来越受到人类的重视，风电由于其技术成熟、灵活性强的优点，成为发展最快的可再生能源之一[1-4]。近年以来风力发电机朝着大型化的方向发展，叶轮的直径不断增大，叶轮上不平衡载荷引起的风力机疲劳失效成为风电运行维护成本的主要来源[5-6]。传统的统一变桨控制的桨距角给定是由风速、风机转速、输出功率的反馈来确定的，其在功率控制的同时，无法兼顾叶轮的不平衡载荷，由此衍生出了独立变桨控制方法，它通过分别对风机桨叶进行单独微调，在保证发电机输出额定功率的情况下，减小了因风速的湍流特性、风剪切和塔影效应所造成的风机不平衡载荷[7]。……