抑制载荷的风力机扰动前馈与预测反馈复合控制  被引量:4

Control Strategy Combining Disturbance Feed-Forward with Predictive Feedback for Wind Turbines to Reduce Loads

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作  者:王晓兰[1] 唐慧敏[1] 包广清[1] 张晓英[1] 梁琛[2] 

机构地区:[1]兰州理工大学电气工程与信息工程学院,兰州730050 [2]甘肃电力科学研究院,兰州730050

出  处:《电工技术学报》2016年第2期230-235,251,共7页Transactions of China Electrotechnical Society

基  金:国家自然科学基金重点项目(50967001);甘肃省自然科学基金(1107RJZA272);国家电网公司科研项目(52272213029T)资助

摘  要:针对实际作用在风力机上的有效风速难以测量的问题,设计Kalman滤波器,通过对风轮气动转矩的最优估计及其与风速的关系,对风速进行递推计算。优化抑制扰动的前馈控制律,减小湍流风对风力机性能的不利影响。同时,以风轮转速的平稳性和塔顶位移的最小化为优化控制目标,设计了变桨距预测控制器。在Matlab平台上,使用5MW风力机的数据,进行仿真实验。结果表明,前馈控制与预测反馈控制相结合的复合控制,可有效地抑制扰动,减小风力机机械部件的疲劳载荷,改善整机性能,延长风力机寿命。Regarding the problem about effective wind speed estimation acting on wind turbines, the Kalman filter was designed for optimal estimation of rotor torque and wind speed. The feed-forward control law was used to reject disturbances. The predictive controller of pitch was built that has the target to minimize top tower fore-aft offset and regulate rotor speed. The proposed control strategy was simulated and verified in Matlab with data of 5WM wind turbine. Results show that the composite control with disturbance feed-forward and predictive feedback can reject disturbances effectively, reduce the fatigue loads of mechanical components and improve the performance of wind turbines.

关 键 词:风力机 预测控制 前馈 风速估计 

分 类 号:TM614[电气工程—电力系统及自动化]

 

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