發(fā)布時(shí)間：2021-09-24 00:22

　　提出了基于參數(shù)辨識(shí)的波浪發(fā)電場(chǎng)等效建模策略,將波浪發(fā)電場(chǎng)等效為單機(jī)模型。以阿基米德波浪擺（AWS）發(fā)電場(chǎng)內(nèi)某一測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)波浪力作為輸入,整個(gè)發(fā)電場(chǎng)穩(wěn)態(tài)有功功率作為輸出,采用粒子群算法（PSO）辨識(shí)單機(jī)等效模型中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的等效參數(shù)。在Matlab/Simulink中搭建了計(jì)及尾流和時(shí)滯的AWS波浪發(fā)電場(chǎng)詳細(xì)模型,并利用多組實(shí)測(cè)波浪數(shù)據(jù)對(duì)等效建模策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,在不同實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)下辨識(shí)得到的等效模型驅(qū)動(dòng)參數(shù)相差不大,參數(shù)辨識(shí)結(jié)果平穩(wěn)合理;對(duì)于某一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)下辨識(shí)得到的等效驅(qū)動(dòng)參數(shù),在不同實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)下獲得的等效模型和詳細(xì)模型功率曲線均基本一致。 

【文章來(lái)源】：電力工程技術(shù). 2019,38(02)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

AWS波浪發(fā)電系統(tǒng)Fig．1AWS-basedwaveenergyconversionsystem

對(duì)原有速度的繼承;學(xué)習(xí)因子c1，c2分別反映了粒子對(duì)自身歷史最優(yōu)點(diǎn)和群體最優(yōu)點(diǎn)的靠攏;r1，r2為［0，1］間均勻分布的隨機(jī)數(shù)，體現(xiàn)群體的多樣性。(4)判斷繼續(xù)循環(huán)或結(jié)束。在未達(dá)到設(shè)定的迭代次數(shù)之前，算法繼續(xù)循環(huán);否則，結(jié)束循環(huán)，輸出粒子最優(yōu)解。圖2PSO辨識(shí)驅(qū)動(dòng)參數(shù)流程Fig．2FlowchartofPSO3仿真算例由于現(xiàn)在實(shí)際波浪發(fā)電場(chǎng)還很少，波浪發(fā)電場(chǎng)的實(shí)際數(shù)據(jù)，尤其是輸出功率數(shù)據(jù)更加難以獲得，根據(jù)文獻(xiàn)［22—23］的波浪發(fā)電場(chǎng)布局結(jié)構(gòu)，基于Matlab/Simulink平臺(tái)搭建AWS波浪發(fā)電場(chǎng)詳細(xì)仿真模型，并考慮發(fā)電場(chǎng)的尾流、時(shí)滯效應(yīng)，期以更精確地模擬實(shí)際發(fā)電場(chǎng)情況。波浪發(fā)電場(chǎng)內(nèi)設(shè)置2行8列共16個(gè)波浪發(fā)電裝置，2行之間間距設(shè)為2．7D(單臺(tái)AWS波浪發(fā)電裝置寬度D=28m［8］)，公共連接點(diǎn)(pointofcommoncoupling，PCC)母線電壓25kV，每一列中的2臺(tái)波浪發(fā)電裝置采用常用的輻射型布局，然后接入PCC母線，并通過(guò)雙回30km的110kV海底交流電纜與電網(wǎng)相連，發(fā)電場(chǎng)詳細(xì)模型參數(shù)如表1、表2所示，其中單臺(tái)AWS波浪發(fā)電裝置參數(shù)參考已經(jīng)進(jìn)行實(shí)際海試的AWS發(fā)電原型機(jī)［8］。在等效建模過(guò)程中，將波浪能發(fā)電場(chǎng)等效為1臺(tái)AWS波浪能發(fā)電裝置，如圖3所示。3．1實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)仿真算例中的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自江蘇省近海的一個(gè)波浪站。波浪站使用SBF3-1型波浪浮標(biāo)，每小時(shí)進(jìn)行一次波浪數(shù)據(jù)采集，采樣間隔為0．25s。圖4(a)為一組120s的實(shí)測(cè)波面數(shù)據(jù)，根據(jù)式(3)和式表1單臺(tái)AWS和直線永磁發(fā)電機(jī)參數(shù)Table1ParametersofanAWSandthelinearpermanentmagnetgene

00ks/(N·m－1)0．56×106λ/m0．10Ｒs/Ω0．29UN/V575表2發(fā)電場(chǎng)中線路及變壓器參數(shù)Table2Parametersofthetransformersandlines參數(shù)數(shù)值25kV/110kV變壓器電阻/p．u．0．00266725kV/110kV變壓器電感/p．u．0．08575V/25kV變壓器電阻/p．u．0．00083575V/25kV變壓器電感/p．u．0．025發(fā)電場(chǎng)內(nèi)輻射型線路電阻/Ω0．069發(fā)電場(chǎng)內(nèi)輻射型線路電感/mH0．6330km海底交流電纜電阻/Ω3．45930km海底交流電纜電感/mH31．530km海底交流電纜電感/μF0．34圖3AWS波浪發(fā)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)等效示意圖Fig．3AWS-basedwavefarmintegratedtopowergridandthesingleequivalentmodel(4)，可以將其轉(zhuǎn)換為圖4(b)所示波浪力，作為仿真模型的輸入激勵(lì)。假設(shè)圖4為波浪發(fā)電場(chǎng)內(nèi)首行AWS所承受的波浪力，則根據(jù)尾流、時(shí)滯效應(yīng)即可獲得發(fā)電場(chǎng)內(nèi)第二行發(fā)電裝置所承受的波浪力，如圖5所示。3．2不同實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)下驅(qū)動(dòng)參數(shù)辨識(shí)值對(duì)比利用PSO對(duì)單機(jī)等效模型中驅(qū)動(dòng)部分的3個(gè)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，得到時(shí)域單機(jī)等效模型中驅(qū)動(dòng)部分的等效參數(shù)。PSO中的部分參數(shù)設(shè)置為:粒子個(gè)數(shù)N=30，迭代次數(shù)M=300，慣性權(quán)重系數(shù)w=0．5，學(xué)習(xí)因子c1=c2=2。為充分驗(yàn)證所提出方法的可行性，選取觀測(cè)站2011年12個(gè)月內(nèi)的任意4組實(shí)測(cè)波浪數(shù)據(jù)，分別將其作為單機(jī)等效模型的輸入，并進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，結(jié)果如表3所示。劉元尊等:基于參數(shù)辨識(shí)的波浪發(fā)電場(chǎng)等效建模研究17


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