隨著我國風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,風(fēng)電場的建設(shè)可能對(duì)現(xiàn)有的氣象雷達(dá)等設(shè)備的工作性能造成不容忽視的嚴(yán)重干擾。風(fēng)輪機(jī)作為一種特殊的高大運(yùn)動(dòng)障礙物會(huì)導(dǎo)致氣象雷達(dá)產(chǎn)生探測盲區(qū),葉片的旋轉(zhuǎn)和桅桿的強(qiáng)反射會(huì)影響氣象目標(biāo)參數(shù)估計(jì)的準(zhǔn)確性,傳統(tǒng)的地雜波抑制技術(shù)無法徹底消除這種具有旋轉(zhuǎn)特性的風(fēng)電場雜波。因此,研究氣象雷達(dá)風(fēng)電場雜波抑制技術(shù),對(duì)提高氣象雷達(dá)氣象預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性,降低風(fēng)電場選址要求等具有重要意義。本文首先建立氣象雷達(dá)的氣象目標(biāo)和風(fēng)電場雜波模型,在此基礎(chǔ)上,研究氣象目標(biāo)的群聚彌散特性以及風(fēng)電場雜波的循環(huán)平穩(wěn)特性,為后續(xù)風(fēng)電場雜波抑制技術(shù)提供理論指導(dǎo)。其次,基于氣象目標(biāo)和風(fēng)電場雜波的不同運(yùn)動(dòng)特征,根據(jù)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)速、參考葉片初始角以及觀測方位角三個(gè)參數(shù)構(gòu)造雜波字典,利用Bessel大地主題反解算法估計(jì)氣象雷達(dá)與風(fēng)輪機(jī)相對(duì)距離和方位角相關(guān)參數(shù),提取雜波污染區(qū)數(shù)據(jù),基于匹配追蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)掃描模式氣象雷達(dá)風(fēng)電場雜波抑制。最后,針對(duì)匹配追蹤算法中雜波字典矩陣固定,從而導(dǎo)致雷達(dá)回波中的隨機(jī)干擾所引起的雜波抑制性能下降的問題,論文將圖像處理中的K-SVD算法應(yīng)用到風(fēng)電場雜波抑制。該方法選擇只含風(fēng)輪機(jī)雜波數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本建立字典矩陣,利用奇異值分解技術(shù)不斷更新字典矩陣和系數(shù)矩陣直到收斂,并實(shí)現(xiàn)雜波抑制。仿真數(shù)據(jù)以及實(shí)測數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法能夠有效抑制風(fēng)電場雜波。同時(shí)考慮到該算法中字典訓(xùn)練及更新需要消耗大量計(jì)算資源,利用風(fēng)輪機(jī)的朝向角和葉片轉(zhuǎn)速等先驗(yàn)信息,降低訓(xùn)練樣本規(guī)模,從而提高字典的更新速度及運(yùn)算效率。在此基礎(chǔ)上,將其與匹配追蹤算法進(jìn)行了對(duì)比分析,給出了各自的優(yōu)劣性及適用條件。
【學(xué)位單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN959.4;TM614
【部分圖文】：

據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)（Global Wind Energy Council, GWEC）預(yù)測[1]，到 2023 年，每年新增裝機(jī)容量至少可達(dá) 55GW。2017 年全球風(fēng)能理事會(huì)報(bào)告中顯示[2]，近十多年以來，世界風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量呈現(xiàn)飛速增長的趨勢，如圖 1-1 所示，截止到 2017 年12 月底，全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量為 539.1GW。我國風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量自 2010 年持續(xù)居于世界首位，2017 年我國風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量在世界占比中高達(dá) 35%，是世界排名第二的美國（占比 17%）的雙倍之多，如圖 1-2 所示。我國可利用的風(fēng)能資源較為豐富，近年來風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，是繼水力發(fā)電之后最不可或缺的可再生清潔能源，在今后能源產(chǎn)業(yè)中很可能發(fā)揮著領(lǐng)軍作用。據(jù)了解，隨著我國不斷增加對(duì)可再生新能源的支持力度，推動(dòng)開發(fā)各類清潔能源，最終替代現(xiàn)有的化石天然能源，是未來發(fā)展的必然趨勢走向。風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展前景十分可觀[3]，預(yù)計(jì)在將來的很長一段時(shí)間內(nèi)，風(fēng)能將作為一種無污染的清潔能源持續(xù)保持著飛速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，發(fā)揮著不可估量的社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文，與掃過的面積以及風(fēng)的速度成比例，基于這些因素，為了電場的規(guī)模在不斷擴(kuò)建，風(fēng)輪機(jī)也往往采用更高的輪轂和更過百米，葉輪直徑也常在百米左右，并且為了提高風(fēng)能利用勢。風(fēng)輪機(jī)作為一種高大的發(fā)電設(shè)備，不僅對(duì)自然環(huán)境和生的電磁環(huán)境影響不同于常見的障礙物的影響，對(duì)現(xiàn)有的雷達(dá)生不容忽視的電磁影響。例如，降低雷達(dá)的工作靈敏度和設(shè)比一般靜態(tài)雜波的影響更為惡劣、更難消除。

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文的風(fēng)電場雜波數(shù)據(jù)集Y中隨機(jī)選取 K 個(gè)向量（初始化字典A的列向量，A的列向量也稱為原得到每個(gè)信號(hào)樣本iy 對(duì)應(yīng)的稀疏系數(shù)向量ix ，即 202 0. , 1, 2, ,i ix s t x T i …… N化的字典A不是最優(yōu)的，為此需要在滿足稀疏新字典矩陣 是逐列進(jìn)行的，通過逐列迭代， k 個(gè)列向量更新示意圖如圖 4-1 所示。

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本文編號(hào)：2807527