风力发电机协调控制:模型预测控制约束处理方法

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"这篇论文详细探讨了风力发电机的控制策略,特别关注了在约束条件下的控制方法。文章提出了一个基于模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)的风力发电机控制器,该控制器能够处理硬性约束和软性约束,如执行器限制,甚至在极端事件或执行器尺寸不足的情况下也能有效工作。研究通过与传统的比例积分控制器(Proportional-Integral Controller, PI Controller)带防积分饱和功能的性能对比,展示了新控制器在应对极端操作条件,如突然风速变化时的优势。此外,还分析了新控制器在各种工况下的运行能力,证明了其在维持风力发电机稳定性和效率方面的优越性。" 这篇论文发表在IET控制理论与应用期刊上,由来自丹麦技术大学风能部门的L.C.Henriksen、M.H.Hansen和信息与数学建模部门的N.K.Poulsen共同撰写。研究者们提出了一种新的风力发电机控制策略,旨在解决在风力发电系统中常见的约束问题,比如执行器限制和其他部件的性能边界。模型预测控制作为一种适合处理约束的控制方法,被选为控制器的基础。 文章的重点在于,当风力发电机遭遇极端天气事件或执行器性能不足时,如何有效地管理和优化控制策略。通过对比模型预测控制与传统的比例积分控制器,特别是在防积分饱和功能下的表现,论文展示了前者在应对突发风速变化时的快速响应和动态性能。这一对比实验进一步证实了模型预测控制在处理约束和避免系统过载方面的优势。 此外,论文还详细讨论了新控制器在不同工作状态下的表现,包括正常操作条件和异常工况,以全面评估其在保障风力发电机稳定运行和高效能量转换方面的效果。通过对这些复杂场景的分析,研究结果表明,基于模型预测控制的新型控制器能够提供更优的控制性能,对提升风能利用效率和保护设备安全具有重要意义。 这篇研究对于理解和改进风力发电系统的控制策略,尤其是如何在约束条件下优化运行,提供了重要的理论和技术支持。