《電網友好型風電機組的自主減載控制與智慧型監測技術》是依託北京交通大學，由李鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：電網友好型風電機組的自主減載控制與智慧型監測技術
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李鵬
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
風力發電是再生能源中安全性較高、規模化程度強、產出效益大的優選能源形式，但其單機容量的快速增大和裝機總量的急劇膨脹，與日益嚴苛的高效、可靠、電網友好標準間的矛盾愈發突出。針對風電系統運行質量的最佳化問題，本項目研究一種新型電網友好型風機，並研究如何通過控制和監測手段，提高其系統運行效率和可靠性，從而使得快速擴容的風電能夠高效穩定和可持續地發展。主要研究內容包括：(1)基於Bladed的新型電網友好型機組的動力學特性與運行策略；(2)基於載荷分析的機組自主減載控制方法；(3)基於核心特徵的仿生智慧型監測技術。本項目研究為增強我國未來風電機組的電網友好性，保障大型機組在減載、自主的控制與監測體系下穩步發展，提供了新理論新方法的參考。
結題摘要
本項目針對未來風電系統發展面臨的電網友好性問題、減載控制問題以及高效可靠監測問題，對應展開三方面研究：基於Bladed的新型電網友好型機組的動力學特性與運行策略；基於載荷分析的機組自主減載控制方法；基於核心特徵的仿生智慧型監測技術。 目前，三方面內容均完成了預定目標，取得主要成果如下： （1）完成了新型電網友好型風電機組差動齒箱調速動力學建模，給出了系統總體結構和控制方案，並對該機組與傳統DFIG，DDSG等機組進行了詳細的性能對比，總結了各類控制方案的優劣；進而設計了各種工況下機組的運行控制策略，包括最大功率跟蹤控制，減載荷控制、變槳控制等。最後對相應的控制方案及智慧型監測技術提出了設計框架及建議方法，並給出了仿真驗證。 （2）提出了具有自主參數調整的柔性最大功率跟蹤控制策略。設計了一種改進的控制和極值搜尋算法來構建新型MPPT策略，其基於風機的動力學模型設計非線性速度跟蹤控制器，可以進行理想的風輪速度跟蹤，且能為最大功率跟蹤模組提供變化的風輪轉矩估計值。基於新型爬山搜尋算法，將傳統查表法與極值搜尋相結合，從而實現不依賴於風速和功率測量的線上智慧型參數更新。該方法對於機組減載具有積極的最佳化作用。同時，基於記憶推理和參數整定設計混合獨立變槳方法，構建了大型機組自主減載控制新理論新方法。 （3）針對“風隨機性和不易測量”問題，提出無需風速測量的魯棒自適應跟蹤控制方法。建立了機組的雙質點模型，並在此基礎上進行了穩定性證明和控制器設計，進而通過仿真實驗驗證了理論的可行性。在此基礎上，提出了混合估計理論，設計了高效的數據處理和狀態估計系統架構，構建了智慧型機組監測機制。 本項目的研究成果為未來大型風電機組友好併網及控制監測方法最佳化提供了一定技術支持。
