基于FFT的模型預(yù)測控制動態(tài)權(quán)重研究及風(fēng)電場載荷優(yōu)化應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-08-29 23:02
風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為目前發(fā)展最快,應(yīng)用規(guī)模最大的新能源發(fā)電方式。傳統(tǒng)有功功率控制策略是根據(jù)當(dāng)前各風(fēng)電機組有功裕量進行簡單的集中式比例分配,這種分配方式?jīng)]有考慮到各風(fēng)電機組因分配的功率變化而導(dǎo)致的機械疲勞。在實際運行中,風(fēng)電機組功率改變會引起諸如傳動軸扭矩變化、塔架所受力矩變化等情況。當(dāng)這些扭矩和力矩等變量的變化率過大,會加劇機組的機械疲勞,導(dǎo)致風(fēng)電機組壽命下降。針對這一問題,目前計及機械疲勞的多目標(biāo)優(yōu)化分配方式正引起廣大研究者的關(guān)注。以往有學(xué)者研究將風(fēng)電場控制轉(zhuǎn)化為最優(yōu)控制問題,將引起機械疲勞加劇的變量的變化率最小化作為優(yōu)化目標(biāo)。研究表明,在滿足電網(wǎng)調(diào)度目標(biāo)的條件下,通過動態(tài)調(diào)節(jié)各風(fēng)電機組有功參考值,可以有效減低傳動軸扭矩等變量的變化率,使相同工況下的損傷等效載荷(Damage Equivalent Load,DEL)明顯降低,進而減緩機械疲勞,延長機組壽命。傳統(tǒng)的集中式最優(yōu)求解會導(dǎo)致計算量隨著風(fēng)電機組數(shù)量的增加呈指數(shù)級增長,當(dāng)風(fēng)電機組數(shù)量增多時,會造成求解困難,因而不適合于大規(guī)模風(fēng)電場的實時在線控制。通過分布式控制器與主控單元進行迭代來進行最優(yōu)求解,得到優(yōu)化的功率參考值,進而傳送至單機控...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?2008-2019年中國新增和累計風(fēng)電裝機容量(單位:萬千瓦)??W
山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??第1章風(fēng)電行業(yè)的現(xiàn)狀和研究方向??1.1風(fēng)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀??1.1.1風(fēng)電裝機總?cè)萘堪l(fā)展??25000?|??20000?m?1??15〇〇〇?ri?:????_?|?1?I?I?I?I?1??5000?-I?0?1?:.]?^?J?;?'??^?^?^?^?^?^?^?^?^?^?^?^??■新增裝機■累計裝機??圖1-1?2008-2019年中國新增和累計風(fēng)電裝機容量(單位:萬千瓦)??今年來,中國風(fēng)電裝機容量增長迅速W。2019年,全國新增風(fēng)電裝機容量??28.9GW,其中陸上風(fēng)電新增26.2GW,海上風(fēng)電新增2.7GW,海上風(fēng)電裝機容??量增速強勁。??■英國*德國《中國*丹變■比利時?其他國家??圖1-2?2019年全球各國海上風(fēng)電累計裝機(百分比)??各國海上風(fēng)電裝機容量同樣增長迅速,中國的海上裝機容量占比為23%,位??列世界第三。海上風(fēng)電機組擁有可用風(fēng)力資源多,風(fēng)力資源質(zhì)量較高,不占用土??地和維護成本低等眾多優(yōu)點,本文基于5MW離岸風(fēng)電機組進行研究。??1??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響分析[J]. 宋平凡,佟勝偉,段森園. 通信電源技術(shù). 2019(12)
[2]基于FFT優(yōu)化ResNet模型的短期負(fù)荷預(yù)測方法[J]. 許言路,盧悅,朱冰,王斌斌,鄧卓夫,萬政委. 控制工程. 2019(06)
[3]淺析并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響[J]. 何德良,賈宏偉. 電子產(chǎn)品世界. 2018(12)
[4]可擴展機器學(xué)習(xí)的并行與分布式優(yōu)化算法綜述[J]. 亢良伊,王建飛,劉杰,葉丹. 軟件學(xué)報. 2018(01)
[5]一種計及等效損傷載荷約束的風(fēng)機黏性控制策略[J]. 林湘寧,丁蘇陽,張哲原,卓毅鑫,李正天,譚愛國,M.Shoaib Khalid,Owolabi Sunday Adio. 中國電機工程學(xué)報. 2018(07)
[6]光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響研究綜述[J]. 陳煒,艾欣,吳濤,劉輝. 電力自動化設(shè)備. 2013(02)
[7]高性能并行FFT處理器的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 石長振,楊雪,王貞松. 計算機工程. 2012(02)
[8]機械重大裝備壽命預(yù)測綜述[J]. 張小麗,陳雪峰,李兵,何正嘉. 機械工程學(xué)報. 2011(11)
[9]基于雨流法的機械疲勞分析[J]. 徐宜,劉云鵬,卜樹峰. 車輛與動力技術(shù). 2008(03)
[10]雨流計數(shù)法及其在疲勞壽命估算中的應(yīng)用[J]. 王宏偉,邢波,駱紅云. 礦山機械. 2006(03)
本文編號:3371543
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?2008-2019年中國新增和累計風(fēng)電裝機容量(單位:萬千瓦)??W
山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??第1章風(fēng)電行業(yè)的現(xiàn)狀和研究方向??1.1風(fēng)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀??1.1.1風(fēng)電裝機總?cè)萘堪l(fā)展??25000?|??20000?m?1??15〇〇〇?ri?:????_?|?1?I?I?I?I?1??5000?-I?0?1?:.]?^?J?;?'??^?^?^?^?^?^?^?^?^?^?^?^??■新增裝機■累計裝機??圖1-1?2008-2019年中國新增和累計風(fēng)電裝機容量(單位:萬千瓦)??今年來,中國風(fēng)電裝機容量增長迅速W。2019年,全國新增風(fēng)電裝機容量??28.9GW,其中陸上風(fēng)電新增26.2GW,海上風(fēng)電新增2.7GW,海上風(fēng)電裝機容??量增速強勁。??■英國*德國《中國*丹變■比利時?其他國家??圖1-2?2019年全球各國海上風(fēng)電累計裝機(百分比)??各國海上風(fēng)電裝機容量同樣增長迅速,中國的海上裝機容量占比為23%,位??列世界第三。海上風(fēng)電機組擁有可用風(fēng)力資源多,風(fēng)力資源質(zhì)量較高,不占用土??地和維護成本低等眾多優(yōu)點,本文基于5MW離岸風(fēng)電機組進行研究。??1??
7298e-14?+?4.9601?e-13i??23?4.3134e-13?+?4.0502e-13i??(b)?20Hz?信號??99?-2.0039e-12?-4.0314e-12i??100?-4.2899e-12?-?2.5402e-12i??101?-3.5345e-12?-?3.84CK)e+02i??102?-3.6020e-12?+?2.4632e-12i??103?-1.5218e-12?+?2.7060e-12i??(c)?100Hz?信號??圖2-l?FFT信號處理結(jié)果??由圖2-丨的三個結(jié)果可見,該信號直流分量的值為5,?20Hz分量的幅值為2,??相位為0,lOOHz分量的幅值為3,相位為180°。??FFT的運算也可通過矩陣完成,形式簡單且較為高效[23】:??ya.=F*Xin?(2-4)??其中為行,1列的包含1個直流分量和W個不同頻率分量的處理??結(jié)果,F為#點式DFT矩陣,\為#行1列采樣數(shù)據(jù)。可以通過蝶形操作等??方式,獲得四點DFT矩陣,如下所示:??-1?1?1?1]「1?1?1?1_??1?/?i1?/3?1?i?1?-/??1?=?1?-1?1?-1?(2-5)??_1?/_3?/6?/9」-/?-1?/?_??以此類推,可以得到任意正整數(shù)點的DFT矩陣,包括正奇數(shù)和正偶數(shù),并??完成信號處理操作。同時通過對矩陣的觀察可發(fā)現(xiàn),想要得到某頻率的處理結(jié)??9??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響分析[J]. 宋平凡,佟勝偉,段森園. 通信電源技術(shù). 2019(12)
[2]基于FFT優(yōu)化ResNet模型的短期負(fù)荷預(yù)測方法[J]. 許言路,盧悅,朱冰,王斌斌,鄧卓夫,萬政委. 控制工程. 2019(06)
[3]淺析并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響[J]. 何德良,賈宏偉. 電子產(chǎn)品世界. 2018(12)
[4]可擴展機器學(xué)習(xí)的并行與分布式優(yōu)化算法綜述[J]. 亢良伊,王建飛,劉杰,葉丹. 軟件學(xué)報. 2018(01)
[5]一種計及等效損傷載荷約束的風(fēng)機黏性控制策略[J]. 林湘寧,丁蘇陽,張哲原,卓毅鑫,李正天,譚愛國,M.Shoaib Khalid,Owolabi Sunday Adio. 中國電機工程學(xué)報. 2018(07)
[6]光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響研究綜述[J]. 陳煒,艾欣,吳濤,劉輝. 電力自動化設(shè)備. 2013(02)
[7]高性能并行FFT處理器的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 石長振,楊雪,王貞松. 計算機工程. 2012(02)
[8]機械重大裝備壽命預(yù)測綜述[J]. 張小麗,陳雪峰,李兵,何正嘉. 機械工程學(xué)報. 2011(11)
[9]基于雨流法的機械疲勞分析[J]. 徐宜,劉云鵬,卜樹峰. 車輛與動力技術(shù). 2008(03)
[10]雨流計數(shù)法及其在疲勞壽命估算中的應(yīng)用[J]. 王宏偉,邢波,駱紅云. 礦山機械. 2006(03)
本文編號:3371543
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