基于FFT的模型预测控制动态权重研究及风电场载荷优化应用
发布时间：2021-08-29 23:02
风力发电已经成为目前发展最快,应用规模最大的新能源发电方式。传统有功功率控制策略是根据当前各风电机组有功裕量进行简单的集中式比例分配,这种分配方式没有考虑到各风电机组因分配的功率变化而导致的机械疲劳。在实际运行中,风电机组功率改变会引起诸如传动轴扭矩变化、塔架所受力矩变化等情况。当这些扭矩和力矩等变量的变化率过大,会加剧机组的机械疲劳,导致风电机组寿命下降。针对这一问题,目前计及机械疲劳的多目标优化分配方式正引起广大研究者的关注。以往有学者研究将风电场控制转化为最优控制问题,将引起机械疲劳加剧的变量的变化率最小化作为优化目标。研究表明,在满足电网调度目标的条件下,通过动态调节各风电机组有功参考值,可以有效减低传动轴扭矩等变量的变化率,使相同工况下的损伤等效载荷（Damage Equivalent Load,DEL）明显降低,进而减缓机械疲劳,延长机组寿命。传统的集中式最优求解会导致计算量随着风电机组数量的增加呈指数级增长,当风电机组数量增多时,会造成求解困难,因而不适合于大规模风电场的实时在线控制。通过分布式控制器与主控单元进行迭代来进行最优求解,得到优化的功率参考值,进而传送至单机控...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?２００８－２０１９年中国新增和累计风电装机容量（单位：万千瓦）??Ｗ
山东大学硕士学位论文??第１章风电行业的现状和研究方向??１．１风电行业发展现状??１．１．１风电装机总容量发展??２５０００?｜??２００００?ｍ?１??１５〇〇〇?ｒｉ?：?？??＿?｜?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１??５０００?－Ｉ?０?１?：．］?＾?Ｊ?；?＇??＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾??■新增装机■累计装机??图１－１?２００８－２０１９年中国新增和累计风电装机容量（单位：万千瓦）??今年来，中国风电装机容量增长迅速Ｗ。２０１９年，全国新增风电装机容量??２８．９ＧＷ，其中陆上风电新增２６．２ＧＷ，海上风电新增２．７ＧＷ，海上风电装机容??量增速强劲。??■英国＊德国《中国＊丹变■比利时？其他国家??图１－２?２０１９年全球各国海上风电累计装机（百分比）??各国海上风电装机容量同样增长迅速，中国的海上装机容量占比为２３％，位??列世界第三。海上风电机组拥有可用风力资源多，风力资源质量较高，不占用土??地和维护成本低等众多优点，本文基于５ＭＷ离岸风电机组进行研究。??１??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源发电并网对电网电能质量的影响分析[J]. 宋平凡,佟胜伟,段森园. 通信电源技术. 2019(12)
[2]基于FFT优化ResNet模型的短期负荷预测方法[J]. 许言路,卢悦,朱冰,王斌斌,邓卓夫,万政委. 控制工程. 2019(06)
[3]浅析并网光伏发电系统对电网电能质量的影响[J]. 何德良,贾宏伟. 电子产品世界. 2018(12)
[4]可扩展机器学习的并行与分布式优化算法综述[J]. 亢良伊,王建飞,刘杰,叶丹. 软件学报. 2018(01)
[5]一种计及等效损伤载荷约束的风机黏性控制策略[J]. 林湘宁,丁苏阳,张哲原,卓毅鑫,李正天,谭爱国,M.Shoaib Khalid,Owolabi Sunday Adio. 中国电机工程学报. 2018(07)
[6]光伏并网发电系统对电网的影响研究综述[J]. 陈炜,艾欣,吴涛,刘辉. 电力自动化设备. 2013(02)
[7]高性能并行FFT处理器的设计与实现[J]. 石长振,杨雪,王贞松. 计算机工程. 2012(02)
[8]机械重大装备寿命预测综述[J]. 张小丽,陈雪峰,李兵,何正嘉. 机械工程学报. 2011(11)
[9]基于雨流法的机械疲劳分析[J]. 徐宜,刘云鹏,卜树峰. 车辆与动力技术. 2008(03)
[10]雨流计数法及其在疲劳寿命估算中的应用[J]. 王宏伟,邢波,骆红云. 矿山机械. 2006(03)
本文编号：3371543
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?２００８－２０１９年中国新增和累计风电装机容量（单位：万千瓦）??Ｗ
山东大学硕士学位论文??第１章风电行业的现状和研究方向??１．１风电行业发展现状??１．１．１风电装机总容量发展??２５０００?｜??２００００?ｍ?１??１５〇〇〇?ｒｉ?：?？??＿?｜?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１??５０００?－Ｉ?０?１?：．］?＾?Ｊ?；?＇??＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾?＾??■新增装机■累计装机??图１－１?２００８－２０１９年中国新增和累计风电装机容量（单位：万千瓦）??今年来，中国风电装机容量增长迅速Ｗ。２０１９年，全国新增风电装机容量??２８．９ＧＷ，其中陆上风电新增２６．２ＧＷ，海上风电新增２．７ＧＷ，海上风电装机容??量增速强劲。??■英国＊德国《中国＊丹变■比利时？其他国家??图１－２?２０１９年全球各国海上风电累计装机（百分比）??各国海上风电装机容量同样增长迅速，中国的海上装机容量占比为２３％，位??列世界第三。海上风电机组拥有可用风力资源多，风力资源质量较高，不占用土??地和维护成本低等众多优点，本文基于５ＭＷ离岸风电机组进行研究。??１??
７２９８ｅ－１４?＋?４．９６０１?ｅ－１３ｉ??２３?４．３１３４ｅ－１３?＋?４．０５０２ｅ－１３ｉ??（ｂ）?２０Ｈｚ?信号??９９?－２．００３９ｅ－１２?－４．０３１４ｅ－１２ｉ??１００?－４．２８９９ｅ－１２?－?２．５４０２ｅ－１２ｉ??１０１?－３．５３４５ｅ－１２?－?３．８４ＣＫ）ｅ＋０２ｉ??１０２?－３．６０２０ｅ－１２?＋?２．４６３２ｅ－１２ｉ??１０３?－１．５２１８ｅ－１２?＋?２．７０６０ｅ－１２ｉ??（ｃ）?１００Ｈｚ?信号??图２－ｌ?ＦＦＴ信号处理结果??由图２－丨的三个结果可见，该信号直流分量的值为５，?２０Ｈｚ分量的幅值为２，??相位为０，ｌＯＯＨｚ分量的幅值为３，相位为１８０°。??ＦＦＴ的运算也可通过矩阵完成，形式简单且较为高效［２３】：??ｙａ．＝Ｆ＊Ｘｉｎ?（２－４）??其中为行，１列的包含１个直流分量和Ｗ个不同频率分量的处理??结果，Ｆ为＃点式ＤＦＴ矩阵，＼为＃行１列采样数据。可以通过蝶形操作等??方式，获得四点ＤＦＴ矩阵，如下所示：??－１?１?１?１］「１?１?１?１＿??１?／?ｉ１?／３?１?ｉ?１?－／??１?＝?１?－１?１?－１?（２－５）??＿１?／＿３?／６?／９」－／?－１?／?＿??以此类推，可以得到任意正整数点的ＤＦＴ矩阵，包括正奇数和正偶数，并??完成信号处理操作。同时通过对矩阵的观察可发现，想要得到某频率的处理结??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源发电并网对电网电能质量的影响分析[J]. 宋平凡,佟胜伟,段森园. 通信电源技术. 2019(12)
[2]基于FFT优化ResNet模型的短期负荷预测方法[J]. 许言路,卢悦,朱冰,王斌斌,邓卓夫,万政委. 控制工程. 2019(06)
[3]浅析并网光伏发电系统对电网电能质量的影响[J]. 何德良,贾宏伟. 电子产品世界. 2018(12)
[4]可扩展机器学习的并行与分布式优化算法综述[J]. 亢良伊,王建飞,刘杰,叶丹. 软件学报. 2018(01)
[5]一种计及等效损伤载荷约束的风机黏性控制策略[J]. 林湘宁,丁苏阳,张哲原,卓毅鑫,李正天,谭爱国,M.Shoaib Khalid,Owolabi Sunday Adio. 中国电机工程学报. 2018(07)
[6]光伏并网发电系统对电网的影响研究综述[J]. 陈炜,艾欣,吴涛,刘辉. 电力自动化设备. 2013(02)
[7]高性能并行FFT处理器的设计与实现[J]. 石长振,杨雪,王贞松. 计算机工程. 2012(02)
[8]机械重大装备寿命预测综述[J]. 张小丽,陈雪峰,李兵,何正嘉. 机械工程学报. 2011(11)
[9]基于雨流法的机械疲劳分析[J]. 徐宜,刘云鹏,卜树峰. 车辆与动力技术. 2008(03)
[10]雨流计数法及其在疲劳寿命估算中的应用[J]. 王宏伟,邢波,骆红云. 矿山机械. 2006(03)
本文编号：3371543
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