[发明专利]一种基于模糊控制的直驱永磁水力发电系统控制方法、系统、终端及可读存储介质

权利要求书

1.一种基于模糊控制的直驱永磁水力发电系统控制方法，其特征在于：包括：

步骤1：构建模糊控制器，其中，所述模糊控制器的输入为功率变化量和上一时刻的转速变化量，输出为当前时刻的转速变化量；所述功率变化量的采样时长设定为T，T的数值部分为正整数；

步骤2：利用所述模糊控制器进行最大功率跟踪；

其中，首先施加转速扰动，并记录水轮机的功率变化量和转速变化量，再输入所述模糊控制器得到当前时刻的转速变化量；

其次，叠加所述转速变化量后控制水轮机达到对应转速，记录水轮机的功率变化量；

然后，将功率变化量以及上一时刻的转速变化量输入所述模糊控制器得到下一时刻的转速变化量，循环上述步骤，直至功率变化量小于预设功率阈值Pc；

其中，所述功率变化量小于所述预设功率阈值Pc时，视水轮机对应的功率处于最大功率。

2.一种基于模糊控制的直驱永磁水力发电系统控制方法，其特征在于：应用于水轮机流量恒定的工况下，所述控制方法包括：

S1-1：将水轮机的流量Q和功率P输入神经网络预测水轮机的初始转速，其中，所述神经网络是以水轮机的综合特性曲线功率P、流量Q作为训练输入数据，转速n作为训练输出数据并进行网络训练得到；

S1-2：控制所述水轮机的转速达到所述初始转速，再基于模糊控制器进行最大功率跟踪控制，其中，基于所述模糊控制器进行最大功率跟踪控制过程为权利要求1中步骤2的实现过程。

3.一种基于模糊控制的直驱永磁水力发电系统控制方法，其特征在于：应用于水轮机变流量的工况下，所述控制方法包括：

S2-1：采集功率变化量Pe，若PmPePs，执行步骤S2-2；若PcPePs，执行步骤S2-3；若PePm，执行步骤S2-4，Pm为设定的功率变化阈值，Ps为设定的功率阈值上限；

S2-2：基于模糊控制器进行最大功率跟踪控制，其中，基于所述模糊控制器进行最大功率跟踪控制过程为权利要求1中步骤2的实现过程；

S2-3：保持当前控制状态；

S2-4：将水轮机的流量Q和功率P输入神经网络预测水轮机的初始转速，再控制所述水轮机的转速达到所述初始转速，然后，基于模糊控制器进行最大功率跟踪控制。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述功率变化量的模糊子集表示为：{NB,NM,NS,ZO,PO,PS,PM,PB}，论域范围为[-8,8]，NB,NM,NS,ZO,PO,PS,PM,PB分别表示：负大、负中、负小、负零、正零、正小、正中、正大，{NM,NS,ZO,PO,PS,PM}、{NM,NS,PS,PM}均选用三角形隶属函数，{NB,PB}选用梯形隶属函数；

所述上一时刻的转速变化量和当前时刻的转速变化量的模糊子集均表示为：{NB,NM,NS,PS,PM,PB}，所述上一时刻的转速变化量对应的论域范围为[-6,6]，所述当前时刻的转速变化量对应的论域范围为[-4,4]；

所述模糊控制器中的模糊规则如下表：

其中，Pe为所述功率变化量的模糊子集，Sn-1为所述上一时刻的转速变化量的模糊子集，Sn为所述当前时刻的转速变化量的模糊子集。

5.根据权利要求2-3任一项所述的方法，其特征在于：所述神经网络训练之前，将功率P、转速n以及流量Q的数据进行归一化转换，并采用MAD值表示神经网络的性能。

6.一种基于权利要求1所述基于模糊控制的直驱永磁水力发电系统控制方法的控制系统，其特征在于：包括：

模糊控制器构建模块，用于构建模糊控制器，其中，所述模糊控制器的输入为功率变化量和上一时刻的转速变化量，输出为当前时刻的转速变化量；所述功率变化量的采样时长设定为T，T的数值部分为正整数；

模糊跟踪模块，利用所述模糊控制器进行最大功率跟踪，直至功率变化量小于所述预设功率阈值Pc时，视水轮机对应的功率处于最大功率；

其中，所述模糊跟踪模块包括：采集单元和控制单元，所述采集单元用于记录水轮机的功率变化量和转速变化量，并输入至模糊控制器，所述控制单元用于将从模糊控制器得到的转速变化量进行叠加，并依据叠加后的转速控制水轮机。