風能轉換系統(tǒng)的多目標優(yōu)化控制研究.pdf

1、能源、環(huán)境是當今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。利用可再生資源如風能，作為未來最重要的清潔代替能源之一，對于緩解能源匱乏具有非同尋常的意義。隨著風力發(fā)電事業(yè)的蓬勃發(fā)展，風力發(fā)電技術已經(jīng)成為世界各國研究的熱點，其中如何獲得最多的風能以及提高系統(tǒng)運行的可靠性等一系列關鍵問題得到學者們越來越多的關注。因此，風力發(fā)電的控制技術占有越來越重要的地位，同時獲得了大量先進且實用的研究成果。目前，大部分文獻是以額定風速以下風能的最大捕獲或者額定風速以

2、上發(fā)電機恒功率輸出作為單個目標。然而風能轉換系統(tǒng)是由風力機、傳動系統(tǒng)、發(fā)電機、變槳執(zhí)行機構以及AC-DC-AC變換器等器件有機連接組成的，其控制目標并不是單一的。因此，風能轉換系統(tǒng)的多目標控制需要進一步深入研究。一些學者已經(jīng)注意到這個問題，并取得了一定的研究成果。
　　 Iulian Munteanu等學者根據(jù)風速的多時間尺度特性，利用頻率分離原理，將風速分成低頻部分和高頻脈動部分。針對額定風速以下的情況，以風能的最大捕獲和降低

3、發(fā)電機系統(tǒng)振蕩為目標，設計基于LQG優(yōu)化的雙頻環(huán)控制器。本文受Iulian Munteanu等學者的啟發(fā)，繼承了雙頻環(huán)優(yōu)化控制的思想，主要得到如下兩個結果:一、針對額定風速以上的情況，以發(fā)電機恒功率輸出、降低發(fā)電機系統(tǒng)和變槳系統(tǒng)振蕩為目標，設計基于LQG優(yōu)化的雙頻環(huán)控制器，仿真結果表明了所提出的控制方法是有效的。二、由于LQG控制方法嚴格依賴于系統(tǒng)的線性化模型，而處于環(huán)境較惡劣的風能轉換系統(tǒng)的參數(shù)難免會發(fā)生較大的變化，本文將多目標混合H