[發(fā)明專利]一種低風(fēng)速下風(fēng)力發(fā)電機(jī)的預(yù)測(cè)與跟蹤控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710501708.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107061158B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋永端;劉秀蘭;李岳;賴俊峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 星際（重慶）智能裝備技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): F03D7/00
• 分類號(hào): F03D7/00
• 代理公司: 重慶信航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50218
• 代理人: 吳彬

1.一種低風(fēng)速下風(fēng)力發(fā)電機(jī)的預(yù)測(cè)與跟蹤控制方法，其特征在于：包括：

1)預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的最優(yōu)角速度，包括：

Ⅰ、將測(cè)風(fēng)塔放置于風(fēng)場(chǎng)外圍1-2公里處，測(cè)量即將進(jìn)入風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速；

Ⅱ、根據(jù)所測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)，通過(guò)公式ω^*＝λ_optv/R計(jì)算得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪理想預(yù)測(cè)角速度ω^*，其中λ_opt為最佳葉尖速比，v是測(cè)風(fēng)塔測(cè)得的風(fēng)速，R是風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪半徑；

2)設(shè)計(jì)控制器對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的角速度進(jìn)行跟蹤控制，包括：

A、設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)模型為：

其中，J＝J_r+n²J_e，J_r為風(fēng)輪處轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，J_e為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，B為傳動(dòng)系統(tǒng)總阻尼系數(shù)，T_r為風(fēng)輪獲得的氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩，n為連接風(fēng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的變速箱的傳動(dòng)比，T_e為發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩；T_r、B屬于系統(tǒng)未知量；

B、獲取風(fēng)輪角速度ω，風(fēng)輪理想預(yù)測(cè)角速度ω^*，定義誤差e＝ω-ω^*，對(duì)兩邊求導(dǎo)得到整理得到：

風(fēng)機(jī)系統(tǒng)未確定部分使用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估計(jì)，其中，是節(jié)點(diǎn)高斯徑向基函數(shù)，W為每個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，ε是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的閾值；

C、使用基于受限李雅普諾夫方法的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法設(shè)計(jì)控制器：

其中，γ是自行設(shè)計(jì)的一個(gè)大于零的BLF參數(shù)，K₀是自行設(shè)計(jì)的大于零的控制參數(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器：

自適應(yīng)更新率：

其中為W的估計(jì)值，為ε的估計(jì)值，選取γ＝0.02，K₀＝3；

D、將本時(shí)刻的誤差信號(hào)e輸入風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制器，得到下一時(shí)刻的控制信號(hào)T_e；

E、將控制信號(hào)輸入風(fēng)力發(fā)電機(jī)得到下一時(shí)刻的風(fēng)輪角速度ω。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低風(fēng)速下風(fēng)力發(fā)電機(jī)的預(yù)測(cè)與跟蹤控制方法，其特征在于：所述步驟B中的風(fēng)輪角速度ω通過(guò)角速度傳感器測(cè)量獲取。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低風(fēng)速下風(fēng)力發(fā)電機(jī)的預(yù)測(cè)與跟蹤控制方法，其特征在于：所述節(jié)點(diǎn)高斯徑向基函數(shù)個(gè)數(shù)為50。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低風(fēng)速下風(fēng)力發(fā)電機(jī)的預(yù)測(cè)與跟蹤控制方法，其特征在于：所述節(jié)點(diǎn)高斯徑向基函數(shù)中心點(diǎn)按照等梯度方式選取，在樣本密度大的地方增加取值點(diǎn)。