1、風能是綠色能源。風力發(fā)電在解決能源和環(huán)境問題上的積極意義，正在世界范圍內(nèi)得到快速發(fā)展，成為當今世界增長速度最快的能源，我國在風力發(fā)電上的投入和研究也正進入一個快速發(fā)展的時期。為提高風能的利用效率和機械壽命，風力發(fā)電機組的研究工作在世界各地廣泛的開展，各種有效的風力發(fā)電機組控制策略、算法被提出，但多集中于槳葉控制、發(fā)電機控制與并網(wǎng)控制，偏航控制未能取得有效的發(fā)展。針對這方面的問題，本論文展開了相應的研究。 無論是變槳矩系統(tǒng)還是偏航

2、系統(tǒng)，都是為了提高風能的利用率和提高發(fā)電效率。就偏航系統(tǒng)而言，就是要完成風力機葉輪始終正對風向的功能。因為，風作為自然界的產(chǎn)物，具有隨機性，風向總是在不斷的改變，偏航控制系統(tǒng)成為水平軸風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)的重要組成部分。風力發(fā)電機組的偏航控制系統(tǒng)，主要分為兩大類：被動迎風偏航系統(tǒng)和主動迎風系統(tǒng)。前者多用于小型的獨立風力發(fā)電系統(tǒng)，由尾舵控制，風向改變時，被動對風。后者則多用大型并網(wǎng)型風力發(fā)電系統(tǒng)，由位于下風向的風向標發(fā)出的信號進行主動對風

3、控制。為了有效的控制偏航系統(tǒng)，工業(yè)上開發(fā)除了應用卡爾曼濾波的 PI控制器，還有模糊控制、最優(yōu)控制等控制器，這些控制器的偏航控制信號均來源于風向傳感器。因位于下風向，受到紊流等各種不利因素影響，且自身的測向精度也存在不足，使得控制信號都不甚理想，進而導致對風精度不高，針對小型、獨立的風力發(fā)電機組，國外的研究者還提出了一種不需使用風向標傳感器的Hill Climbing控制算法，該算法的思想來源于人工智能，最初用于尋找函數(shù)最大值點，這里用于

4、檢測發(fā)電功率，根據(jù)功率的變化，配合相應算法，來控制偏航電機的轉(zhuǎn)向，尋找最大功率值點，從而帶動機艙始終迎風。這樣的算法比較新穎，雖然可以取消風向標傳感器，但只適用于小型、獨立的風力發(fā)電機。對于大型風力發(fā)電機組，單獨使用該法不再適用。由于起動和并網(wǎng)的需要，大型風力發(fā)電機組需要根據(jù)風速儀、風向標等傳感器數(shù)據(jù)，對風、制動、開閘并確定起動，達到同步轉(zhuǎn)速一段時間后，進行并網(wǎng)操作，開始發(fā)電。因此，就目前的技術(shù)水平而言，大型風力發(fā)電機組仍需風向傳感器作

5、為對風的主要手段，但這并不意味著沒有改進的方法。 本文在介紹了風力機的偏航控制機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)以及控制系統(tǒng)的軟硬件設計的基礎上，基于上述對風方法各自有優(yōu)缺點，首次提出了一種新型適用于大型風力發(fā)電機組的對風偏航控制算法——Vane_Hill Climbing（V_HC）算法，將風向傳感器的應用和Hill Climbing算法相結(jié)合設計了控制器，給出了程序流程圖。并采用PSCAD仿真軟件，針對雙饋風力發(fā)電機組上進行仿真實驗，仿真波形證