[發明專利]基于非線性擬合的風力偏航狀態智能自適應控制方法

有效

• 申請號: 201610714561.7
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN107784371B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 毛經坤
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N5/02
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 任小鵬

1.一種基于非線性擬合的風力偏航狀態智能自適應控制方法，其特征在于：具體步驟如下：

(1)系統初始化：

利用風速儀、風向標、偏航編碼器和變流器實時采集風機工作狀態數據，將采集到的工作狀態數據發送到風力偏航智能自適應設備，緩存于風力偏航智能自適應設備的數據庫中；

(2)數據預處理：

針對特殊工作點和風速工作約束條件，對步驟(1)中采集到的工作狀態數據進行預處理，剔除影響非線性擬合精度的無用數據點；

(3)提取擬合區域：

使用機器學習技術對風機工作狀態數據中風力偏航工作狀態的待擬合區域進行數據點提取；

(4)非線性擬合：

對提取的實時風速、風力偏航角度以及風機實時輸出功率點組合建立直角坐標系，記錄坐標(x_i，y_i，z_i)，(i＝1，2，...n)對選取的點進行非線性擬合，尋找函數使得函數在點(x_i，y_i)，(i＝1，2，...n)處的函數值與采集數據z_i偏差達到擬合算法的最優條件值；

函數的方法滿足下式：

以實現最優化求解；

其中，x_i表示第i個選取點所對應的實時風速；y_i表示第i個選取點所對應的風力偏航角度；z_i表示第i個選取點所對應的風機實時輸出功率；

(5)選取智能自適應模型：

當步驟(4)中的函數值與采集數據z_i偏差達到擬合算法的最優條件值時，認定擬合效果達到要求，選取函為最佳擬合函數，并作為風力偏航智能自適應模型；

(6)智能自適應模型求最優解并更新數據庫：

在采集到新的實時風速和風向偏航角度后，通過步驟(5)得到的智能自適應模型搜索理論最大工作功率點，并以該點對應的理論風力偏航狀態對實時風力偏航角度進行修正，得到最優風力偏航角度；同時將相關的工作狀態點作為新的數據輸入，更新步驟(2)的數據庫，為后續循環執行做準備；

(7)對第(6)得到的最優解進行運行條件約束處理：

計算得到優化后的最優風力偏航角度，結合實時風速，通過風機正常運行狀態的約束要求，對風機工作狀態進行實時控制，以達到風機的最大實時功率輸出。

2.根據權利要求1所述的基于非線性擬合的風力偏航狀態智能自適應控制方法，其特征在于：在步驟(3)和(4)之間還需要判斷積累數據點是否達到非線性擬合所需數據量，若積累數據點達到所需數據量，則執行步驟(4)；若積累數據點未達到所需數據量，則重新執行步驟(2)。