非线性经济模型预测控制在全运行区域风力涡轮机中的应用

"这篇研究论文探讨了使用非线性经济模型预测控制（Economic Model Predictive Control, EMPC）在所有运行区域对风力涡轮机进行优化控制的技术。随着风力发电装机容量的逐渐增加，对风能经济性的关注也日益增强。EMPC作为一种先进的控制策略，旨在提升系统的动态经济效益。然而，风力涡轮机在不同工况下的效率和输出受到风速变化的影响，这给控制策略带来了挑战。" 文章中指出，EMPC能够处理风力涡轮机的非线性特性以及运行过程中的不确定性。这种控制方法基于对未来一段时间内风速变化的预测，以最小化运行成本为目标，动态调整风力涡轮机的操作策略。通过这种方式，它可以在保证设备安全的同时，最大化能源产出并降低运营成本。 作者Xiaobing Kong、Lele Ma、Xiangjie Liu、Mohamed Abdelkarim Abdelbaky和Qian Wu分别来自华北电力大学的可再生能源源替代电气系统国家重点实验室以及埃及开罗大学的电气工程与电机系。他们在文中详细介绍了EMPC的理论基础，包括模型预测控制的原理、非线性优化问题的解决方法以及如何在风力涡轮机控制中应用这些理论。 文章进一步分析了在各种风速条件下，EMPC如何适应风力涡轮机的不同运行状态，如启动、爬升、额定功率运行和风切变等情况。通过仿真和可能的实际应用案例，研究证明了EMPC在提高风力涡轮机运行效率和经济效益方面的优越性。此外，论文还讨论了EMPC策略在应对风速波动和短期预测误差时的鲁棒性，展示了其在实际风电场应用中的潜力。 总结来说，这篇研究论文揭示了非线性经济模型预测控制在风力发电领域的应用价值，为提高风能利用效率和经济效益提供了新的控制策略。这项技术对于促进风力发电行业的可持续发展具有重要意义，特别是在应对风速变化和提高整体系统性能方面。