随机分布控制理论在风力发电系统中的应用研究

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能源是关系到国家社会、经济发展全局性的重大战略问题,是我国国民经济、社会生产力持续发展的重要基础,因而节能减排及新能源开发就成为我国当前的战略性新兴产业,而风力发电技术及产业对控制技术提出了越来越高的要求,风力发电控制系统的研究逐渐成为学者们研究的热点。本文首先在分析风力发电各子系统机理模型的基础上,建立了针对不同的风况的风力发电系统整体模型。风力发电系统中,实际风速往往不服从高斯分布。考虑到风速这一特点,本文采用随机分布控制策略,将信息论中熵的概念引入到系统性能指标中,对受随机风速影响的风力发电系统进行了控制器设计。在额定风速以下时,为了实现最大风能捕获的控制目标,给出了基于广义最小熵的最优控制律,所设计控制器实现了风力发电系统风能利用率最大。在额定风速以上时,风力发电系统运行在恒功率区域,此时需要考虑变桨距伺服机构的动作。基于输入输出数据,采用Parzen滑动窗的方法对误差的信息熵、联合熵进行了非参数估计,基于最小熵性能指标得到了最优控制律,并给出了控制算法的实现步骤。仿真结果表明了控制算法的有效性。
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