海上豐富的風能資源,使得海上風電技術成為近年來研究和應用的熱點。然而,海上環(huán)境相對于陸地環(huán)境更加復雜惡劣,海上風力發(fā)電機組各部件承受的載荷比陸地上的更大,給海上風力發(fā)電機組載荷優(yōu)化及控制造成一定的困難。同時,低效的載荷優(yōu)化方法將會造成過大的疲勞載荷和極限載荷,進一步嚴重影響海上風電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此,本文以提高海上風力發(fā)電機組的穩(wěn)定性、降低機組載荷為研究目標,結合數(shù)據(jù)驅動理論,對海上風力發(fā)電機組的功率及載荷優(yōu)化展開研究。論文的主要工作內容如下:首先,針對海上風力發(fā)電機組所處的海洋環(huán)境特點,基于風速四分量以及隨機過程理論分別建立海上風電場中風速和海浪模型以及風電系統(tǒng)模型,基于Matlab/Simulink對風速、海浪以及風電系統(tǒng)模型進行了仿真驗證,作為后續(xù)海上風力發(fā)電機組的功率和載荷優(yōu)化的研究基礎。其次,根據(jù)海上風電場中風力發(fā)電機組受到復雜環(huán)境干擾,其受控模型難以精確建立的缺點,借鑒數(shù)據(jù)驅動思想,基于Hammerstein模型設計出海上風力發(fā)電機組的功率預測模型,為了有效降低預測過程的計算復雜度對預測效果的影響,通過中間信號重構方法簡化了奇異值分解計算步驟,同時保證了海上風電機組輸出功... 

【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 本課題研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 海上風電現(xiàn)狀及趨勢
        1.2.3 海上風電載荷控制研究現(xiàn)狀
    1.3 數(shù)據(jù)驅動理論
    1.4 本文主要研究內容
第2章 海上風電系統(tǒng)基本理論
    2.1 海上風電機組基礎結構和特點
    2.2 海上風電場空氣動力學原理
        2.2.1 流體力學原理
        2.2.2 海上風電場風輪模型
        2.2.3 風力發(fā)電機動力學特性參數(shù)
    2.3 海上風電機組變槳距系統(tǒng)模型
    2.4 本章小結
第3章 海上風電系統(tǒng)載荷建模與仿真
    3.1 海浪模型建立
        3.1.1 海浪頻譜
        3.1.2 海浪方向譜
    3.2 海上風速模型建立
        3.2.1 基本風速
        3.2.2 漸變風
        3.2.3 陣風
        3.2.4 隨機噪聲風
    3.3 風波聯(lián)合作用下的海上風電系統(tǒng)載荷分析
        3.3.1 氣動載荷
        3.3.2 波浪載荷
        3.3.3 風波聯(lián)合載荷
    3.4 基于Bladed的海上風電系統(tǒng)仿真平臺
    3.5 仿真分析
    3.6 本章小結
第4章 基于數(shù)據(jù)驅動的海上風電機組統(tǒng)一變槳距控制
    4.1 基于Hammerstein功率預測模型的海上風電機組統(tǒng)一變槳距載荷控制
    4.2 基于數(shù)據(jù)驅動的統(tǒng)一變槳距模糊控制
        4.2.1 矩陣秩最小化理論
        4.2.2 分段線性插值法
        4.2.3 Hankle矩陣的構造
        4.2.4 基于數(shù)據(jù)驅動的統(tǒng)一變槳距模糊控制器的設計
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小結
第5章 基于數(shù)據(jù)驅動的海上風電機組獨立變槳距控制
    5.1 基于廣義預測模型的海上風電機組獨立變槳距載荷控制
    5.2 基于數(shù)據(jù)驅動的獨立變槳距廣義預測控制
        5.2.1 廣義預測控制基本思想
        5.2.2 擬牛頓信賴域混沌粒子群混合優(yōu)化算法
        5.2.3 增量槳距角計算
        5.2.4 基于數(shù)據(jù)驅動的獨立變槳距廣義預測控制器的設計
    5.3 仿真分析
    5.4 本章小結
總結與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科學任務和主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]風電機組模型預測控制研究與聯(lián)合仿真平臺設計[D]. 張國強.華北電力大學 2015
[3]基于數(shù)據(jù)驅動的風力發(fā)電機組系統(tǒng)辨識研究[D]. 葉飛.浙江大學 2014
[4]基于智能滑模變結構控制的風力發(fā)電系統(tǒng)變槳距控制研究[D]. 周浩.湖南工業(yè)大學 2013
[5]水火互聯(lián)電網(wǎng)平抑風電功率波動的模型預測控制研究[D]. 楊文杰.華北電力大學 2013
[6]電動變槳的自適應控制研究[D]. 孫傳華.蘭州交通大學 2010



本文編號：3437352