基于神经网络的风力发电机组偏航控制系统

丁恒 王世荣 李金峰

摘要 偏航装置是风力机组中的一个重要组成部分，对发电效率起着很大的作用。针对现在很多风力发电机组无法根据风向的变化来精准的实行对风，本文提出了一种BP神经网络的算法，该算法通过信息传播的输出与预期值的误差修正，从而使偏航系统有预判，进而进行动作。

【關键词】BP 神经网络 偏航控制

1 引言

风能具有巨大的利用价值。为使风力机风轮更准确的实行对风，偏航装置起着很大的作用。本文采用BP神经网络算法，利用其误差反向传播的特性，比较网络的预期值和真实输出值，来调整网络参数使得误差降到最小。

2 偏航控制系统

偏航装置作为风力机的重要部分，一般由风向标传感器、偏航电机、制动器与变速箱等部分构成。风向标采集到风向信号后，将该信号传送到控制回路中，然后控制装置根据该信号发出指令，从而控制机舱旋转，来实现对风的目的。本文的偏航控制系统框图如图1所示，工作原理为：风向标传感器采集到风向变化后，将该信息传递到控制系统里，进行数据处理和分析，然后判断装置是否要进行偏航和如何偏航，再依照判断执行动作，使得风机能达到最好的对风状态。当此次偏航动作结束后，系统继续对风向信息进行处理分析，判断此次偏航动作是否在误差允许范围内，若在其允许的范围内，则偏航动作停止;若不在此范围内，则仍然继续进行偏航动作直至满足条件范围。

3 BP神经网络

BP神经网络由输出信号、输出层、隐含层、输入层、输入信号组成，如图2所示。在BP神经网络中包含两种信号，一种是误差信号，还有一种是函数信号，它们的区别是其传递方向是相反的。

经过对权值和阈值的不断修正，直到在误差允许的范围内达到预期值，反向传播停止，该网络是收敛的;若在以超过提前设定的运行次数后还没有达到预定值，则证明该网络发散。根据此方法便可以提前预测风向的变化，从而进行预判，提高风能的利用率，有效地提高风机的发电效率。

4 总结

运用BP神经网络算法来控制偏航系统，对比于传统方法，其有以下几点优点：

（1）此控制算法训练速度比较快，对风精度比较高，减少了风机在小角度范围内的疲劳动作，延长了系统的使用寿命。

（2）此算法可提前预测风向的改变，误差范围更小更精确。

（3）经过实际验证，此算法得出的结果具有很好的可靠性，但仍有一些缺点和不足需要改进。

参考文献

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