本公开涉及风力发电机组,具体涉及一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法及系统。
背景技术:
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
2、scig在不确定负载转矩下具有良好的阻尼特性,并且非常适合用于大型电网并网,然而scig存在磁滞和涡轮损失的特点,导致在复杂工况情境下,确保风力发电机系统的稳定性成为一项艰巨的任务。通常采用滑模方式针对稳定性问题进行控制,尽管整体控制性能良好,但是在滑模面上出现抖振现象,为了解决此类问题,有研究学者提出采用积分滑模的方式进行改进,发现抖振现象得到很好地改进。
3、另外,由于风力发电系统的非线性特征,除了上述提及的控制方法外,还有其它传统的一些基本控制方法比如智能pi控制,矢量控制和预测控制不一定适合风电系统。一般采用t-s模糊控制方法通过混合率属函数的方式针对非线性系统进行线性化处理,比如常见的t-s一系列方法,然而,率属函数亦是一个变量,在实际工程过程中,需要对此参数凭借行业经验进行多次调整参数才能找到一个比较适合的值,存在一定的随机偶然性,需要进一步提高超参数最优值的搜索技术。
4、另外,通常采用控制策略来解决非线性系统中存在的扰动和不确定性,但是控制对于存在摄动情况力度显得略轻,甚至可能导致失控状态发生。发明人发现,目前针对风力发电机组的模糊积分滑模控制方法不适用于摄动条件下的风力发电领域,进而无法保障风速不确定风力发电机组运行的稳定性。
技术实现思路
1、本公开为了解决上述问题,提出了一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法及系统,针对摄动条件,构造杜鹃优化模糊积分滑模控制模型,实现有效消除抖动及毛刺现象的出现。
2、根据一些实施例,本公开采用如下技术方案:
3、一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法,包括:
4、获取风力发电机的定子电压和电流参数,结合风力发电机组的参数构建具有不确定性和扰动以及噪声干扰的风力发电机模型;
5、根据t-s模糊线性化法则,采用杜鹃鸟觅食的优化算法针对模糊因子进行参数寻优来确定最优值,将最优值植入t-s模糊方程中实现风力发电机模型的线性化处理;
6、对风力发电机模型进行无穷范数闭环控制积分滑模稳定控制,通过调节控制信号确保积分滑模面的微分为零的方式,实现滑动过程被控制在积分滑模面上运行,构造李雅普诺夫方程求取控制参数,以对风力发电机组进行模糊滑模控制。
7、根据一些实施例,本公开采用如下技术方案:
8、一种摄动条件下的风力发电机组运行控制系统,包括:
9、模型构建模块,用于获取风力发电机的定子电压和电流参数,结合风力发电机组的参数构建具有不确定性和扰动以及噪声干扰的风力发电机模型;
10、模糊线性化模块,用于根据t-s模糊线性化法则,采用杜鹃鸟觅食的优化算法针对模糊因子进行参数寻优来确定最优值,将最优值植入t-s模糊方程中实现风力发电机模型的线性化处理;
11、积分滑模面设计模块,用于对风力发电机模型进行无穷范数闭环控制积分滑模稳定控制,通过调节控制信号确保积分滑模面的微分为零的方式,实现滑动过程被控制在积分滑模面上运行;
12、控制参数计算模块,用于构造李雅普诺夫方程求取控制参数,以对风力发电机组进行模糊滑模控制。
13、根据一些实施例,本公开采用如下技术方案:
14、一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时,实现所述的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法。
15、根据一些实施例,本公开采用如下技术方案:
16、一种电子设备,包括:处理器、存储器以及计算机程序;其中,处理器与存储器连接,计算机程序被存储在存储器中,当电子设备运行时,所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序,以使电子设备执行实现所述的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法。
17、与现有技术相比,本公开的有益效果为:
18、本公开所提供的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法能够很好的实现风力发电机组系统的稳定性,与传统的方法相比较,其控制参量的稳定性以及达到稳定的速度都能得到很大程度的改进,其状态变量在本公开的控制方法下,抵达稳定状态的速度以及稳定效果更快、更好,并且抖振效果也大部分得以被抑制住,从而实现整个风力发电系统更平稳安全地运行。
1.一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法,其特征在于,所述风力发电机组的参数包括定子电阻、涡轮机转速、极对数、转子以及定子漏感、涡轮机惯性和涡轮机转子直径。
3.如权利要求1所述的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法,其特征在于,所述风力发电机组模型中的不确定部分采用有界的时变不确定矩阵进行表示,表征不确定性的结构。
4.如权利要求1所述的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法,其特征在于,根据t-s模糊线性化法则,采用杜鹃鸟觅食的优化算法针对模糊因子进行参数寻优来确定最优值的过程为:利用去中心平均模糊化理论,将非线性系统近似于线性化表示,推断全局微分方程,并假设电机转速作用范围的区域,对模糊因子进行参数寻优,利用杜鹃鸟觅食的优化算法确定最优值。
5.如权利要求4所述的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法,其特征在于,杜鹃鸟觅食的优化算法确定最优值的过程为:
6.如权利要求1所述的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法,其特征在于,对风力发电机模型进行无穷范数闭环控制积分滑模稳定控制的方式为:设计积分滑动面,构建积分滑动面控制方程,对其进行微分处理,推导出控制信号,调节控制信号确保积分滑模面的微分为零的方式,确定滑动过程被控制在积分滑模面上运行的控制信号。
7.如权利要求1所述的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法,其特征在于,构建李雅普诺夫普方程,对其进行微分,获取满足不等式的条件并整理为lmi形式,利用软件求取矩阵。
8.一种摄动条件下的风力发电机组运行控制系统,其特征在于,包括:
9.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时,实现如权利要求1-7任一项所述的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器以及计算机程序;其中,处理器与存储器连接,计算机程序被存储在存储器中,当电子设备运行时,所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序,以使电子设备执行实现如权利要求1-7任一项所述的一种摄动条件下的风力发电机组运行控制方法。