基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法及系统技术方案

技术编号:41739477 阅读:32 留言:0更新日期:2024-06-19 12:59
本公开属于风电控制技术领域,提供了一种基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法及系统,包括以下步骤:构建五自由度的风电机组非线性数学模型;基于风电机组非线性数学模型,以风电机组输出功率最大,关键机构疲劳载荷最小为目标,以风电机组的安全运行为约束,建立经济模型预测控制的优化问题;求解经济模型预测控制的优化问题,获得当前时刻的最优控制序列,执行当前时刻的最优控制操作,得到下一时刻的系统状态参数;更新优化问题中的系统状态,实现滚动优化和反馈校正。本公开能够克服风机运行中外界不确定因素和系统多变量之间的非线性耦合,同时降低风电机组的载荷并提升发电量。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及风电控制,具体涉及了一种基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法及系统


技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息,不必然构成在先技术。

2、风力发电是一种可再生能源,它对气候变化和能源供应安全具有积极的影响。然而,风速和风向在风力发电机组的运行过程中经常变化,而且可能存在大幅度的波动。风力发电机组在不同的风速条件下产生不同的功率输出。在高风速情况下,风力发电机可能会受到损坏,因此需要一种机制来控制发电机的输出。除此之外,湍流强度也是风机的重要参数之一,湍流可能导致风力发电机组的不稳定运行,湍流强度过大,则会引起机舱振荡和摆动幅值超限,其所受载荷增大,这会危及风力发电机组的安全运行。

3、由于风力发电机组通常集成到电力系统中,因此其功率输出对电力网络的稳定性和可靠性有重要影响。在电力系统中,频率和电压必须保持在特定范围内,以确保各种电子设备和终端用户的供电稳定。因此,在风机工作时需要考虑系统稳定性。

4、风电机组优化控制一般采用的是经典控制方法:pid或pi控制器。pid或pi控制是目前风本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1中所述的基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法,其特征在于,还包括将风电机组非线性数学模型转化为离散的风电系统模型来构建预测控制模型,在预测控制模型的基础上建立经济模型预测控制的优化问题。

3.如权利要求2中所述的基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法,其特征在于,经济模型预测控制将传统两层结构合并为一层,将稳态优化和控制直接变换为保证控制系统运行在全局经济最优点。

4.如权利要求1中所述的基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法,其特征在于,还包括建立风速模型,以根...

【技术特征摘要】

1.基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1中所述的基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法,其特征在于,还包括将风电机组非线性数学模型转化为离散的风电系统模型来构建预测控制模型,在预测控制模型的基础上建立经济模型预测控制的优化问题。

3.如权利要求2中所述的基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法,其特征在于,经济模型预测控制将传统两层结构合并为一层,将稳态优化和控制直接变换为保证控制系统运行在全局经济最优点。

4.如权利要求1中所述的基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法,其特征在于,还包括建立风速模型,以根据风速扰动的历史信息来预测未来一段时间的风速。

5.如权利要求4中所述的基于模型预测控制的风电机组载荷优化方法,其特征在于,采用卡尔曼观测器对预测的风速进行实时观测补偿。

6.如权利要求1中所...

【专利技术属性】
技术研发人员:马无为赵凌瑄樊易飞刘翠翠关中杰
申请(专利权)人:中车山东风电有限公司
类型:发明
国别省市:

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