风能系统双频环容错控制研究

“风能转换系统的双频环最优容错控制”这篇论文主要探讨了如何在风能转换系统（Wind Energy Conversion System, WECS）中，针对风速的多时间尺度特性，设计一种双频环控制策略，以提高系统的稳定性和效率，并在传感器和执行器发生故障时保证系统的正常运行。 在风能转换系统中，由于风速的变化具有不同的时间尺度，从短期的波动到长期的趋势，因此需要一种能够适应这种变化的控制策略。论文作者王艳和王萧提出了一个创新的双频环模型。这个模型分为高频环和低频环两部分，分别处理不同时间尺度的问题。 低频环采用了PI稳态优化控制方法。PI控制器是一种常用的工业控制算法，它结合了比例控制的快速响应与积分控制的消除稳态误差的能力。在风能转换系统中，PI控制器被优化以改善系统在风速缓慢变化时的性能，确保在额定风速以下时，风能捕获率最大化，从而提高能量转换效率。 高频环则设计了一个降维故障观测器。故障观测器的任务是监测和估计系统中的未知故障状态，以及系统状态的变化。在风能转换系统中，传感器和执行器可能出现故障，这时故障观测器可以及时检测到这些异常，减少因故障引起的性能下降或系统崩溃的风险。通过最优容错控制方法，即使在传感器或执行器出现故障的情况下，系统仍能保持稳定运行。 论文中提到的这种方法通过仿真验证了其有效性，即使在传感器和执行器发生故障的情况下，该控制策略仍能保持系统的稳定性和高效捕获风能。这表明，双频环模型结合最优容错控制对于提升风能转换系统的可靠性具有重要意义。 关键词：风能转换系统、双频环控制、最优容错控制、降维故障观测器，反映了论文的核心研究内容和技术手段。中图分类号：TP273，则将论文归类在了自动控制技术领域。 这篇研究为风能转换系统的控制策略提供了一种新的思路，通过双频环模型和最优容错控制，提高了系统的容错能力和能源转化效率，对于实际风力发电系统的设计与优化具有很高的参考价值。