基于改进无模型自适应控制的漂浮式海上风机转矩变桨协调控制策略研究

文档名：基于改进无模型自适应控制的漂浮式海上风机转矩变桨协调控制策略研究
摘要：针对漂浮式海上风机建模困难、频繁变桨造成的严重疲劳损伤等问题,提出一种基于改进无模型自适应控制的转矩-变桨协调控制策略.该策略不依赖漂浮式海上风机的数学模型,通过集成迭代学习控制策略改进无模型自适应控制方法,设计发电机电磁转矩和桨距角作为控制变量的多输入多输出控制器进行协调控制,允许非零度桨距角下风机用做动能缓冲,在平滑输出功率的同时减少变桨动作量.为证明所提出控制策略的有效性,在多种风场景下,与增益调度PI控制等方法进行了对比实验.结果表明:所提出的控制策略使漂浮式海上风机在满足发电功率平稳性的同时减缓了漂浮平台的俯仰运动,可有效降低漂浮式海上风机的疲劳载荷.

Abstract：Acoordinatedtorque-pitchcontrolstrategybasedonimprovedmodelfreeadaptivecontrolwasproposedtoovercomethedifficultiesinmodelingfloatingoffshorewindturbinesandtheseriousfatiguedamagecausedbyfrequentpitchaction.Thisstrategydidn'trelyonthemathematicalmodelofthefloatingoffshorewindturbine.Themodelfreeadaptivecontrolmethodwasimprovedbyintegratingtheiterativelearningcontrolstrategy;amultiinputandmultioutputcontrollerwiththegeneratortorqueandpitchan-gleascontrolvariableswasdesignedforcoordinatedcontrol;allowthewindturbinetobeusedaskineticenergybufferunderthenon-zeropitchangle,andtheamountofpitchactionwasreducedwhiletheoutputpowerwassmoothed.Todemonstratetheeffectivenessofthedesignedstrategy,comparativeexperimentswereconductedwithmethodssuchasgainschedulingPIcontrolinvariouswindscenarios.Resultsshowthattheproposedcontrolstrategyenablesthefloatingoffshorewindturbinetomeetthestabilityofpowergenerationwhilereducingthepitchmotionofthefloatingplatform,whichcansignificantlyreducethefa-tiguedamageofthefloatingoffshorewindturbine.

作者：张艳峰  杨锡运  王忻哲Author：ZHANGYanfeng  YANGXiyun  WANGXinzhe
作者单位：华北电力大学控制与计算机工程学院,北京102206
刊名：动力工程学报
Journal：JournalOfChineseSocietyOfPowerEngineering
年，卷(期)：2024, 44(4)
分类号：TK83
关键词：海上风电  漂浮式海上风机  无模型自适应控制  转矩-变桨协调控制  
Keywords：offshorewindpower  floatingoffshorewindturbines  model-freeadaptivecontrol  torque-pitchcoordinatedcontrol  
机标分类号：TM31TN929.5TP273
在线出版日期：2024年5月13日
基金项目：北京市自然科学基金资助项目基于改进无模型自适应控制的漂浮式海上风机转矩-变桨协调控制策略研究[
期刊论文]  动力工程学报--2024, 44(4)张艳峰  杨锡运  王忻哲针对漂浮式海上风机建模困难、频繁变桨造成的严重疲劳损伤等问题,提出一种基于改进无模型自适应控制的转矩-变桨协调控制策略.该策略不依赖漂浮式海上风机的数学模型,通过集成迭代学习控制策略改进无模型自适应控制方法...参考文献和引证文献
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