3 微分幾何控制在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　微分幾何控制的核心問題是反饋精確線性化，它通過局部微分同胚映射對仿射型非線性系統(tǒng)在滿足可控性、矢量場生成、對合性和凸性四個(gè)條件下，將非線性系統(tǒng)在大范圍內(nèi)甚至全局范圍內(nèi)進(jìn)行線性化處理，使其化為線性控制問題。
　　風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)是一個(gè)大范圍強(qiáng)風(fēng)速擾動的非線性系統(tǒng)，系統(tǒng)中，雙饋?zhàn)兯俸泐l發(fā)電機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，微分幾何控制主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)矩控制和變流技術(shù)中。對雙饋發(fā)電機(jī)提出基于微分幾何控制理論的非線性多輸入多輸出狀態(tài)反饋解耦控制方案，通過非線性坐標(biāo)變換和非線性狀態(tài)反饋，使雙饋發(fā)電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)速兩個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動態(tài)完全解耦，使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)按照最佳效率運(yùn)行，可以最大限度地捕獲風(fēng)能，提高發(fā)電質(zhì)量。當(dāng)風(fēng)速超過額定值時(shí)，可以通過降低風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)恒功率控制從而避免使用復(fù)雜的變槳距機(jī)構(gòu)；通過微分幾何反饋線性化變換，將風(fēng)力機(jī)的非線性模型全局線性化，可以建立起適合的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型，并基于微分幾何理論設(shè)計(jì)了非線性控制器，實(shí)現(xiàn)了變速風(fēng)電機(jī)組的恒功率控制。
　　基于微分幾何非線性控制理論的反饋控制算法比較復(fù)雜，一般反饋輸出都是狀態(tài)向量的復(fù)雜非線性函數(shù)，這種算法對CPU 的性能要求較高，一定程度上限制了它的應(yīng)用和發(fā)展。隨著CPU 性能的不斷提高，將微分幾何控制理論應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，將取得更廣泛的研究成果。
　　4 自適應(yīng)控制在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　自適應(yīng)控制的目標(biāo)是使控制系統(tǒng)對過程參數(shù)的變化、以及對未建模部分的動態(tài)過程不敏感。當(dāng)過程動態(tài)變化時(shí)，自適應(yīng)控制系統(tǒng)試圖感受這一變化并實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)控制器參數(shù)或控制策略，使得指定的性能指標(biāo)盡可能接近最優(yōu)和保持最優(yōu)，自適應(yīng)控制在風(fēng)電控制的各個(gè)方面都有廣泛的應(yīng)用。
　　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)從定槳距發(fā)展到變槳距，傳統(tǒng)的變速控制模式需要首先建立一個(gè)有效的系統(tǒng)模型，才能進(jìn)行有效的控制，但系統(tǒng)模型不容易確定。近年來有人建議采用自適應(yīng)控制器，根據(jù)模型參考自適應(yīng)控制原理，以大型風(fēng)電機(jī)組直流電動變槳距控制系統(tǒng)為研究對象，設(shè)計(jì)一個(gè)高性能電動變槳距自適應(yīng)控制系統(tǒng)，使其具有很好的跟蹤性和伺服性。
　　近年來，DFIM 無速度傳感器矢量控制技術(shù)一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，基于模型參考自適應(yīng)方法的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的無速度傳感器矢量控制策略可以實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前后的無速度傳感器控制，并且具有較好的動態(tài)特性。
　　為了保證風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在整個(gè)風(fēng)速全程變化范圍內(nèi)都能迅速跟蹤上給定的希望速度，為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)了全程速度跟蹤自適應(yīng)控制器，所設(shè)計(jì)的控制器能驅(qū)使閉環(huán)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)行過程中很好地跟蹤所給定的速度曲線，從而實(shí)現(xiàn)了最大利用風(fēng)能且安全運(yùn)行。變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的自適應(yīng)最大風(fēng)能跟蹤控制策略主要依賴于風(fēng)速的估計(jì)，風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的參數(shù)，能使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能良好。為了權(quán)衡最大風(fēng)能捕獲和機(jī)械疲勞造成的損耗最小兩個(gè)性能指標(biāo)，提出了一種由自適應(yīng)控制器構(gòu)成的自校正調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器中包含了一個(gè)有線性二次高斯（LQG），神經(jīng)控制器的混合控制器和一個(gè)線性參數(shù)估計(jì)（LPE），可以預(yù)先實(shí)現(xiàn)狀態(tài)估計(jì)并進(jìn)行補(bǔ)償控制，該控制器確保了風(fēng)電機(jī)組的機(jī)械損耗最小，并可以捕獲更多的風(fēng)能。
　　5 滑模變結(jié)構(gòu)控制在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　風(fēng)電機(jī)組是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，建立精確的數(shù)學(xué)模型非常不易，雖然使用了很多先進(jìn)方法對機(jī)組進(jìn)行建模，仍然得不到精確的系統(tǒng)模型，使得控制起來很困難，滑模變結(jié)構(gòu)控制本質(zhì)上是一種不連續(xù)的開關(guān)型控制，它要求頻繁、快速地切換系統(tǒng)的控制狀態(tài)，具有快速響應(yīng)、對系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感、設(shè)計(jì)簡單、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)提供了一種較為有效的控制方法。