[发明专利]一种海上浮式风电场多目标运行调度方法

权利要求书

1.一种海上浮式风电场多目标运行调度方法，其特征在于，包括如下步骤:

步骤1，设定一个至少包含两个风机的海上浮式风电场，海上浮式风电场的单台风机模型相互独立，约束独立；

步骤2，建立基于CNN-LSTM的海上浮式风电场预测模型；风机附加考虑了浪、尾流效应和塔架的影响，风和浪的推力作用会使塔架偏移，造成作用到叶片上的有效风速发生变化；同时，尾流效应会显著影响下风向机组输入风速，风机预测模型的所有状态变量包括转子角速度、纵向和横向风速、压力、盘基推力系数、偏航角、发电机角速度、叶尖速比、桨距角、发电机转矩，控制变量包括发电机转矩、桨距角、偏航角，输出量包括风速、发电机转速和发电机功率；

步骤3，基于预测模型输出的预测步长内的风机预测功率，设定目标函数；目标函数的设定方法是：将整个海上浮式风电场设定为一盒综合实时优化对象，基于整个风电场拓扑确定控制信号，目标函数为所有风机的目标函数之和：

式中，q4n为第n台风机的权重，

以第n台风机模型为例，k时刻第n台风机的目标由三部分组成，

第一部分为输出功率最大化，第二部分为疲劳损失最小化，第三部分为控制命令最小化，N表示风电场内风机模型总数，Np是预测步长，Nc是控制步长，，Q1n为最大化风机发电的负权重，q2n为用于惩罚机组疲劳使用的权重，q3n是用于惩罚执行器使用的权重；

步骤4，对风机模型中的变量给定约束值；海上浮式电场的每一台风机模型需要约束的变量包括发电机转矩、发电机转矩增量、桨距角、桨距角增量、偏航角和偏航角增量，

式中，T_gnmin、T_gnmax、ΔT_gnmin和ΔT_gnmax分别是第n台风力机的发动机转矩和转矩增量的下限和上限，β_gnmin、β_gnmax、Δβ_gnmin,和Δβ_gnmax分别是第n台风力机的桨距角控制命令和桨距控制命令增量的下限和上限，γ_gnmin,γ_gnmax,Δγ_gnmin和Δγ_gnmax分别是第n台风力机的偏航角控制命令和偏航控制命令增量的下限和上限，ΔT_gn(k+i|k),Δβ_rn(k+i|k)和Δγ_rn(k+i|k)分别是第n台风力机在时间步长k+i时的发电机转矩、变桨距控制命令和偏航控制命令的增量值；

步骤5，使用差分算法的方法进行求解，通过滚动时域，在时刻k优化后获得k-(k+N_c)时刻内的最优控制序列，并应用最优控制序列的第一步u_k，通过海上浮式风电场模型获得k+1时刻的风速、桨距角和转矩，构成实时闭环反馈校正环节，随后重复该优化过程，直到求出调度周期内所有时刻风机的出力计划，完成海上浮式风电场的多目标运行调度。

2.根据权利要求1所述的一种海上浮式风电场多目标运行调度方法，其特征在于，所述预测步长为3，控制步长为2。