大型风力发电机组动态最优控制策略研究

针对额定风速以上变速恒频风力发电机组的运行优化问题,提出了一种基于有效平均风速估计的自适应增益调度线性二次型高斯(AGS-LQG)最优控制策略,通过扩展Kalman滤波进行有效平均风速估计,将此有效平均风速作为调度变量对控制器参数实施AGS,以适应系统稳态工作点的变化,从而可以实现多变量综合优化控制.以1.5 MW变速恒频风力发电机组为研究对象,给出了大范围变化风况激励下反映机组运行情况的仿真曲线.仿真结果表明,相对于传统控制策略,所提出的AGS-LQG最优控制策略不仅稳定了风轮转速,平滑了输出功率,而且降低了变桨距机构的动作频率,缓和了传动链上的疲劳载荷,对于改善并网风力发电的电能质量、延长设备的使用寿命具有重要意义.     

基于模糊逻辑的双馈型风电机组最优功率控制

在分析风电系统特性的基础上,以追踪最大风能作为有功控制目标,提出应用模糊逻辑系统设定发电机最优转速策略,实现无风速测量下最佳叶尖速比运行.以保持发电机最低损耗作为无功控制目标,研究了双馈电机损耗特性,提出应用模糊逻辑系统设定最优无功策略,优化机组效率.讨论了控制系统间的协调方案并建立了完整的风电机组模型进行仿真.结果表明所提策略有效,尤其在机组特性摄动下仍然能够保证最优功率运行.     

基于混杂系统的风力发电机组建模与控制

针对风力发电机组系统固有的混杂系统典型特征,运用混杂自动机理论和混合逻辑动态理论建立了风力发电机组的混杂模型,设计了基于自动机模型的全程混杂控制系统,并以1台额定功率为300 MW的变速变桨距风力发电机组为例进行了仿真.结果表明:自动机模型可实现风电机组的全程模拟,自动机的混杂控制系统可满足风电机组全程控制的要求,而且基于混合逻辑动态模型的预测控制也实现了功率输出优化,证明了混杂系统理论应用于风力发电研究领域的有效性和实用性.     

基于键合图的火电厂锅炉给水泵系统的动态模型研究

锅炉给水泵是火电厂安全运行中一个比较重要的环节,建立其较精确的仿真模型从而研究其动态特性是非常重要的。由于功率键合图用功率变量统一描述不同的物理过程,适合机、电、液、热等多种能量并存系统的建模。针对锅炉给水泵系统含有复杂的多变量的特点,利用键合图理论的分析方法,建立了其键合图模型。仿真结果证实了模型的精确性,为热工对象建模提供一种崭新方法。     

网络控制系统调度与控制综合设计研究综述

网络控制系统的设计需同时考虑信息调度和控制性能两个方面。针对网络控制系统中这两方面的综合设计,首先分析了网络控制系统的信息调度研究现状,阐述了现有控制网络调度算法的工作方式和特点。接着从提高网络控制系统综合性能的角度,分析和评价了网络控制系统中调度与控制综合设计的研究成果。最后,提出以兼顾控制性能质量(QoP)和网络服务质量(QoS)为目标的网络控制系统综合性能优化是系统设计的重点,并对网络控制系统综合设计研究的发展方向予以展望。     

变桨距风力发电系统的滑模变结构控制

讨论了变桨距风力发电系统在高风速时桨距控制问题。针对风力机系统的非线性,参数变化等特性,根据风力机机理,基于一定假设得到风力机在某一工况点线性模型,进而提出滑模变结构控制方案,充分利用变结构控制对被控对象的模型误差、对象参数的变化以及外部干扰有极佳的不敏感性的优点。对系统仿真时再加入系统的不确定性,仿真结果表明所提出控制方案的有效性,系统具有很好鲁棒性。     

键合图在火电厂热工对象建模中的应用

针对火电机组这种复杂的多能量转换系统,功率键合图以能量守恒定律为依据,用4种统一的物理变量表达不同的工程系统,在机、电、液、热等多种能量范畴的耦合系统建模中具有独到优势。在研究热工对象汽包的工作过程基础上,利用功率键合图理论,将其分解划分为相关键图子系统,通过连接各子系统键图模型综合得到汽包对象的键合图模型,并推导了该模型对应的数学描述,通过仿真验证了键合图模型的精确性,为热工对象的建模提供了一种崭新方法。     

基于支持向量回归的时间序列预测

该文简要介绍了时间序列预测的研究状况以及支持向量回归的基本原理,将支持向量回归用于对Box-Jenkins煤气炉时间序列的预测,并同其他前馈网络——BP神经网络、自适应特征空间扩张神经网络进行比较,仿真结果表明,BP神经网络和自适应特征空间扩张神经网络在预测性能上比较接近,而支持向量回归在预测性能方面明显优于这两种方法,为进行模型辨识与建模研究奠定基础.文章最后分析了支持向量回归优于BP神经网络和自适应特征空间扩张神经网络的机理.     

一种键图模型控制法的研究

基于无因果划的键图模型,提出一种不需对象精确数学模型的定性、定量混合控制新方法,为精确信息控制与定性控制相结合提供了一个可行方案。首先应用键图理论,建立系统无因果划键图模型,并给出其相应环节的定性方程;然后详细阐述系统不含定量信息和包含定量精确信息的两种定性控制方程及推导过程。仿真结果证实,此算法有良好控制品质。对比传统PID控制,此算法有好的动态性能、鲁棒性和跟踪特性,可控制非线性时变对象,且控制方程简单易于实现。     

Windows CE下PC104模块与MCS-51单片机串行通信

基于WindowsCE的嵌入式PC104模块和MCS－51单片机构成主从分布式数据采集与控制系统。该系统具有响应速度快，抗振动，耐灰尘，适应恶劣环境等优点。PC104模块与单片机之间的串和通信是监控系统实现的关键。详细说明WindowsCE下PC104模块与MCS－51单片机RS－232C通信的硬件连接和软件设计。