[发明专利]一种基于自适应扰动补偿的漂浮式风力机功率控制方法

摘要

本发明公开了一种基于自适应扰动补偿的漂浮式风力机功率控制方法，包括步骤1)对漂浮式风力机的风能转换系统进行分析，建立系统输出与控制量之间的关系；2)设计跟踪微分器，处理系统的暂态过程；3)设计扩展状态、扰动观测器，对系统的存在的未知的非线性部分和外部扰动进行在线估计和补偿；4)设计自适应修正变量，以补偿漂浮式平台俯仰运动对功率控制的影响；5)根据在线估计的系统未知部分和自适应修正变量，设计变桨控制器。本发明通过设计一种基于自适应扰动补偿的功率控制器，该控制器弱化对系统模型的依赖性，可以更有效的实现漂浮式风力机功率的恒定输出。此外，通过本方法还可以在一定程度上降低功率调节对浮台载荷的影响。

主权项

一种基于自适应扰动补偿的漂浮式风力机功率控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)对漂浮式风力机的风能转换系统进行分析，建立系统输出与控制量之间的关系式：d2x1dt2=Lf(x)+Lg(x)u]]>式中，x1为风力发电机低速轴转速，x为系统状态向量，u为系统控制输入，Lf(x)为系统非线性部分，Lg(x)为系统输入增益；2)设计跟踪微分器，处理系统的暂态过程，通过跟踪微分器可以获得比较平滑的连续信号，其中微分信号用于突变输入信号；3)设计扩展状态、扰动观测器，对系统未知的非线性部分和外部扰动进行在线估计；扩展状态、扰动观测器用于处理复杂系统的强非线性和未知外部扰动，对它们进行在线估计和补偿；4)设计自适应修正变量，通过自适应修正变量，可以弱化浮台俯仰运动对功率控制的影响，提高功率控制的收敛速度和控制效果；5)根据在线估计的系统未知部分和自适应修正变量，设计变桨控制器；通过步骤3)的观测器设计实现对系统未知部分的在线估计和补偿，从而弱化的对控制器设计的要求，并结合步骤4)的自适应修正变量，通过常规的PD控制器即可满足漂浮式风力机的功率控制要求，同时也可以在一定程度上减小功率控制对浮台载荷的影响。