基于LPV模型的風力發(fā)電機建模和控制研究.pdf

1、風能是一種清潔可再生能源，其開發(fā)和利用越來越受人們的重視。風力發(fā)電機是利用風能發(fā)電的設備，近年來，風力發(fā)電機逐漸向高效率、高可靠性和大型化發(fā)展，使風力發(fā)電機的動態(tài)模型變得更加復雜。為了使風力發(fā)電機平穩(wěn)可靠運行，提高發(fā)電效益，對風力發(fā)電機進行建模和控制很有必要。本文針對風力發(fā)電機的動態(tài)非線性特性，基于LPV模型辨識方法對風力發(fā)電機建模，后用辨識所得LPV模型設計MPC控制器，對風力發(fā)電機進行變槳距控制。論文的主要工作有:
　　(1)

2、討論風力發(fā)電機的原理模型，分別分析各分塊原理模型和一些常用的計算機仿真工具。
　　(2)研究單調(diào)度變量和雙調(diào)度變量的LPV模型辨識方法，分別討論參數(shù)插值的LPV模型，以線性函數(shù)、多項式函數(shù)和高斯函數(shù)為權重的多模型插值LPV模型。針對不同結(jié)構的LPV模型，采用不同的待定參數(shù)求解方法。為了進一步提高辨識模型的精度，提出雙環(huán)迭代的參數(shù)優(yōu)化方法，交替優(yōu)化權重函數(shù)和局部線性模型的參數(shù)。
　　(3)用風力發(fā)電機仿真系統(tǒng)進行LPV建模研究

3、，分析風力發(fā)電機的運行特性，設計實驗信號并進行辨識實驗和采集數(shù)據(jù)，后分別用單調(diào)度變量和雙調(diào)度變量的LPV模型辨識風力發(fā)電機模型。對辨識得到的LPV模型進行交叉驗證和階躍響應驗證，結(jié)果表明雙調(diào)度變量的高斯權重LPV模型在輸出擬合和階躍響應上都有比較好的表現(xiàn)。
　　(4)分別研究基于階躍響應的LPV-MPC方法和基于狀態(tài)空間的LPV-MPC方法。基于階躍響應LPV-MPC方法設計風力發(fā)電機的DMC-MPC控制器，并與PI控制器進行對比