《基于预测扰动的浮式海上风力发电机组动力输出及平台运动稳定模型预测控制》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2021-04-10
  • 以波浪高度和入流风速为预测扰动的浮式海上风力发电机组系统为研究对象,提出了一种基于模型预测控制的浮式海上风力发电机组系统模型预测控制方法。首先,根据气动-弹性-流体控制耦合仿真结果,确定了预测扰动预瞄下动态控制行为的内部模型;该方法将伪随机二进制序列信号加到由发电机转速增益调度反馈控制器计算的操纵变量中,以满足持续激励条件。其次,利用所开发的模型预测控制对一个5mw浮动海上风力发电机组系统进行了气动-弹性-流体控制耦合仿真。识别出的内部模型将风力机扫掠区域的空间平均风速作为转子有效风速,对系统输出具有较高的预测精度。在湍流风场和不规则波高变化下的仿真结果表明,该模型预测控制能够很好地预测风速和波高,实现了功率输出的稳定和平台运动的稳定,并实现了动态减载。

相关报告
  • 《基于图元的风力发电机组俯仰模型预测输出反馈控制器。》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2018-07-26
    • 控制风力发电机的速度和功率的主要工具是集体俯仰控制,而在额定风速下运行。集体螺距控制设计面临的主要挑战是控制行为的约束、未建模的不确定性和未测量的系统状态。设计了一种基于管道的显式模型预测输出反馈控制器,用于控制总体俯仰角。该控制器能够处理约束挑战,减少在线计算时间,生成最优控制序列。此外,该控制器对未建模的不确定性具有鲁棒性。由于这是一个输出反馈控制器,因此不需要测量系统的状态。将所提控制器的性能与工业上常用的增益调度PI控制器的性能进行了比较。通过对典型的5兆瓦海上风力机的应用,得到了仿真结果。最后,给出了一种小型风力机模型的硬件回路实验结果,验证了该控制器在实时应用中的可行性。仿真和实验结果表明,该控制器比增益调度PI控制器具有优越性。 ——文章发布于2019年2月
  • 《创建低成本的海上风力发电机》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:董璐
    • 发布时间:2015-11-20
    • UPC土木与环境工程学系的研究人员设计海上风力涡轮机并获得了专利,它可以通过更高效的设计和更便宜的建材减少能源成本。 UPC土木与环境工程系的研究人员Climent Molins 和 Alexis Campos已经制定了停泊在大海深处的海上风力涡轮机的浮动结构的模型,使他们通过节省建造和维修成本来增加竞争力。原型WindCrete是一个具有较大浮动和镇流器的圆柱形结构,可以使其维持自身稳定。据研究人员介绍,这种模式的主要创新点是无缝的,统一的结构和使用混凝土。通过使用混凝土代替先前已使用的更昂贵的钢材料,建设成本降低了60%。此外,混凝土在海洋环境中更加耐磨,所以该结构具有较少的维护要求,并且大约有50年的生命。无接缝平台增加了抵抗风和海影响的耐久性,并避免了通常出现在转换区域的损坏。