風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的多模型預(yù)測(cè)控制.pdf

1、由于能源的緊缺以及人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，使得風(fēng)力發(fā)電事業(yè)得以迅猛發(fā)展。然而，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為一種復(fù)雜的多變量非線性系統(tǒng)，要想減小風(fēng)力機(jī)載荷延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命、降低功率波動(dòng)以對(duì)電網(wǎng)的不利影響，控制策略的選取及控制器的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
　　 本文選取大型變速變槳距風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為被控對(duì)象，從分析變槳距風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)及空氣動(dòng)力學(xué)原理入手，綜合考慮控制系統(tǒng)復(fù)雜程度及控制目標(biāo)，最終選取具有3自由度的二質(zhì)量塊模型，建立狀態(tài)空間方程。利用卡爾曼濾波器對(duì)

2、不可測(cè)狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，并利用擾動(dòng)建模方式建立無(wú)靜差增廣預(yù)測(cè)模型，以克服風(fēng)速擾動(dòng)及系統(tǒng)噪聲的不利影響。針對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有的強(qiáng)非線性、多輸入多輸出、強(qiáng)干擾、工作點(diǎn)變化等特性，在包括切入風(fēng)速到切出風(fēng)速的全運(yùn)行區(qū)間，根據(jù)不同控制區(qū)域的不同控制要求，選取多個(gè)工作點(diǎn)，用泰勒展開的方式得到若干線性化模型，建立多模型庫(kù)及其相應(yīng)的預(yù)測(cè)控制器，并利用多模型切換算法切換到最適配的模型，以預(yù)測(cè)最優(yōu)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和槳距控制信號(hào)，并運(yùn)用轉(zhuǎn)矩與槳距角協(xié)同控制，利用轉(zhuǎn)矩控制