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基于改进无模型自适应控制的漂浮式海上风机转矩-变桨协调控制策略研究
被引量：
2
1
作者
张艳峰
杨锡运
王忻哲
《动力工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期607-615,共9页
针对漂浮式海上风机建模困难、频繁变桨造成的严重疲劳损伤等问题,提出一种基于改进无模型自适应控制的转矩-变桨协调控制策略。该策略不依赖漂浮式海上风机的数学模型,通过集成迭代学习控制策略改进无模型自适应控制方法,设计发电机电...
针对漂浮式海上风机建模困难、频繁变桨造成的严重疲劳损伤等问题,提出一种基于改进无模型自适应控制的转矩-变桨协调控制策略。该策略不依赖漂浮式海上风机的数学模型,通过集成迭代学习控制策略改进无模型自适应控制方法,设计发电机电磁转矩和桨距角作为控制变量的多输入多输出控制器进行协调控制,允许非零度桨距角下风机用做动能缓冲,在平滑输出功率的同时减少变桨动作量。为证明所提出控制策略的有效性,在多种风场景下,与增益调度PI控制等方法进行了对比实验。结果表明:所提出的控制策略使漂浮式海上风机在满足发电功率平稳性的同时减缓了漂浮平台的俯仰运动,可有效降低漂浮式海上风机的疲劳载荷。
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关键词
海上
风电
漂浮式海上风机
无模型自适应控制
转矩-变桨协调控制
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职称材料
海上漂浮式风机气动阻尼效应全耦合数值分析
被引量：
4
2
作者
赵仕伦
陈鹏飞
程永权
《中国海上油气》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期144-154,共11页
海上漂浮式风机的风轮气动阻尼效应对基础运动有重要影响。建立了基于气动-水动-弹性-伺服的全耦合漂浮式风机数值模型,通过自由衰减动态模拟,利用轮毂单一自由度运动模型评估漂浮式风机的纵摇阻尼水平范围;根据初步评估的纵摇阻尼水平...
海上漂浮式风机的风轮气动阻尼效应对基础运动有重要影响。建立了基于气动-水动-弹性-伺服的全耦合漂浮式风机数值模型,通过自由衰减动态模拟,利用轮毂单一自由度运动模型评估漂浮式风机的纵摇阻尼水平范围;根据初步评估的纵摇阻尼水平,设置风浪联合工况矩阵对漂浮式风机进行气动阻尼的动态评估。结果表明,动态工况下的漂浮式风机气动阻尼效应与简单评估模型中通过闭环方法计算获得的阻尼曲线变化趋势保持一致;气动阻尼效应对纵摇运动功率谱密度(PSD)曲线影响不显著,能够减缓纵摇运动幅度;与纵摇运动耦合的纵荡固有频率PSD峰值显著体现气动阻尼效应;相同波浪工况下,气动阻尼效应抑制浮体纵摇运动平均值,纵摇PSD曲线及极值统计结果也得出相似结论;小于额定风速时,气动阻尼效应减小纵摇角极大值与平均值之差;高于额定风速时,气动阻尼效应减小浮体纵摇幅值。研究结果为海上漂浮式风机气动阻尼效应评估提供了参考。
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关键词
海上
漂浮
式
风机
气动阻尼
全耦合模型
数值模拟
浮体运动响应
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职称材料
海上漂浮式风机变桨距控制策略研究
被引量：
1
3
作者
程志江
袁嘉旺
+2 位作者
陈星志
刘登权
王智强
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第15期260-267,297,共9页
海上漂浮式风机服役环境复杂,为了在风浪载荷的联合作用下减少漂浮式风机的发电功率以及风轮转速的波动。在FAST基础控制的基础上提出了将分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)变桨控制,来抑制风、浪载荷的影响...
海上漂浮式风机服役环境复杂,为了在风浪载荷的联合作用下减少漂浮式风机的发电功率以及风轮转速的波动。在FAST基础控制的基础上提出了将分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)变桨控制,来抑制风、浪载荷的影响。以美国可再生能源实验室的5 MW的OC4海上漂浮式风机为研究对象,首先建立了基于分数阶PID变桨距控制的漂浮式风机的动力学模型,结合遗传算法对控制的参数进行寻优,来提高系统的控制效果。使用了FAST与SIMULINK联合仿真,研究其对发电功率和风轮转速以及平台6自由度运动的影响,并且对变桨以后平台6自由度的运动进行了建模与分析研究。结果表明,与FAST基础PID控制器相比,基于遗传算法寻优的分数阶PID控制器具有更高的控制精度,有效降低输出功率和风轮转速的波动,而且会对6自由度的运动产生影响。
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关键词
海上
漂浮
式
风机
动力学模型
变桨控制
漂浮
式
平台
发电功率
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职称材料
题名
基于改进无模型自适应控制的漂浮式海上风机转矩-变桨协调控制策略研究
被引量：
2
1
作者
张艳峰
杨锡运
王忻哲
机构
华北电力大学控制与计算机工程学院
出处
《动力工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期607-615,共9页
基金
北京市自然科学基金资助项目(3202028)。
文摘
针对漂浮式海上风机建模困难、频繁变桨造成的严重疲劳损伤等问题,提出一种基于改进无模型自适应控制的转矩-变桨协调控制策略。该策略不依赖漂浮式海上风机的数学模型,通过集成迭代学习控制策略改进无模型自适应控制方法,设计发电机电磁转矩和桨距角作为控制变量的多输入多输出控制器进行协调控制,允许非零度桨距角下风机用做动能缓冲,在平滑输出功率的同时减少变桨动作量。为证明所提出控制策略的有效性,在多种风场景下,与增益调度PI控制等方法进行了对比实验。结果表明:所提出的控制策略使漂浮式海上风机在满足发电功率平稳性的同时减缓了漂浮平台的俯仰运动,可有效降低漂浮式海上风机的疲劳载荷。
关键词
海上
风电
漂浮式海上风机
无模型自适应控制
转矩-变桨协调控制
Keywords
offshore wind power
floating offshore wind turbines
model-free adaptive control
torquepitch coordinated control
分类号
TK83 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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职称材料
题名
海上漂浮式风机气动阻尼效应全耦合数值分析
被引量：
4
2
作者
赵仕伦
陈鹏飞
程永权
机构
上海勘测设计研究院有限公司
上海海上风能资源开发利用工程技术研究中心
中国长江三峡集团有限公司
出处
《中国海上油气》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期144-154,共11页
基金
上海市2022年度“科技创新行动计划”科技支撑碳达峰碳中和专项项目“大规模深远海漂浮式风电场接入系统关键技术研究与示范(编号:22dz1206102)”
上海勘测设计研究院有限公司科研项目“大型海上风电一体化数值仿真工业设计软件(编号:2023FD(81)-002)”部分研究成果。
文摘
海上漂浮式风机的风轮气动阻尼效应对基础运动有重要影响。建立了基于气动-水动-弹性-伺服的全耦合漂浮式风机数值模型,通过自由衰减动态模拟,利用轮毂单一自由度运动模型评估漂浮式风机的纵摇阻尼水平范围;根据初步评估的纵摇阻尼水平,设置风浪联合工况矩阵对漂浮式风机进行气动阻尼的动态评估。结果表明,动态工况下的漂浮式风机气动阻尼效应与简单评估模型中通过闭环方法计算获得的阻尼曲线变化趋势保持一致;气动阻尼效应对纵摇运动功率谱密度(PSD)曲线影响不显著,能够减缓纵摇运动幅度;与纵摇运动耦合的纵荡固有频率PSD峰值显著体现气动阻尼效应;相同波浪工况下,气动阻尼效应抑制浮体纵摇运动平均值,纵摇PSD曲线及极值统计结果也得出相似结论;小于额定风速时,气动阻尼效应减小纵摇角极大值与平均值之差;高于额定风速时,气动阻尼效应减小浮体纵摇幅值。研究结果为海上漂浮式风机气动阻尼效应评估提供了参考。
关键词
海上
漂浮
式
风机
气动阻尼
全耦合模型
数值模拟
浮体运动响应
Keywords
offshore floating wind turbine
aero-damping
fully-coupled model
numerical simulation
floater motion response
分类号
P752 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
海上漂浮式风机变桨距控制策略研究
被引量：
1
3
作者
程志江
袁嘉旺
陈星志
刘登权
王智强
机构
新疆大学可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第15期260-267,297,共9页
基金
新疆维吾尔自治区自然基金(2021D01C046)
新疆维吾尔自治区重点实验室建设项目(2021D04011)
新疆维吾尔自治区重大科技专项(2022A1001-3)。
文摘
海上漂浮式风机服役环境复杂,为了在风浪载荷的联合作用下减少漂浮式风机的发电功率以及风轮转速的波动。在FAST基础控制的基础上提出了将分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)变桨控制,来抑制风、浪载荷的影响。以美国可再生能源实验室的5 MW的OC4海上漂浮式风机为研究对象,首先建立了基于分数阶PID变桨距控制的漂浮式风机的动力学模型,结合遗传算法对控制的参数进行寻优,来提高系统的控制效果。使用了FAST与SIMULINK联合仿真,研究其对发电功率和风轮转速以及平台6自由度运动的影响,并且对变桨以后平台6自由度的运动进行了建模与分析研究。结果表明,与FAST基础PID控制器相比,基于遗传算法寻优的分数阶PID控制器具有更高的控制精度,有效降低输出功率和风轮转速的波动,而且会对6自由度的运动产生影响。
关键词
海上
漂浮
式
风机
动力学模型
变桨控制
漂浮
式
平台
发电功率
Keywords
offshore floating fan
dynamic model
variable pitch control
floating platform
power generation
分类号
TH212 [机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进无模型自适应控制的漂浮式海上风机转矩-变桨协调控制策略研究
张艳峰
杨锡运
王忻哲
《动力工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
2
海上漂浮式风机气动阻尼效应全耦合数值分析
赵仕伦
陈鹏飞
程永权
《中国海上油气》
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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下载PDF
职称材料
3
海上漂浮式风机变桨距控制策略研究
程志江
袁嘉旺
陈星志
刘登权
王智强
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023
1
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参考文献
引证文献
统计分析
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