集成測風激光雷達的大型風電機組智能預測控制系統

新一代信息技術

針對國內大型風電裝備企業的“智能風機”控制系統多局限于前饋控制技術，未充分利用提前測風傳感信息等問題，基于數據驅動進行測風機理分析與三維流場建模，引入智能預測與優化思想，解決了模型預測控制算法求解時間長與風電機組控制系統實時性要求高之間的矛盾，實現了“智能風機”準確感知與提前決策的核心技術，突破大型風電機組控制系統先進制造技術瓶頸。

提供了一種基于數據驅動的流場重構與等效風速預測方法，實現等效風速可靠預測并兼顧預測誤差的概率分布特征，有助于實現風電機組模型預測控制與隨機模型預測控制；提供了一種基于智能優化的風電機組非線性模型預測實時控制方法，綜合利用多種技術手段減小被控變量離散集合，并通過設計智能優化算法提高非凸非線性動態優化問題的求解速度，提高了控制實時性；提供了一種基于隨機優化的風電機組模型預測控制及容錯機制方法，考慮激光雷達故障時預測機制失效情形，研究控制器切換及切換過程平滑過渡機制，確保了故障場景下風電機組運行的穩定性及安全性。

“智能風機”的關鍵核心是控制技術。成果可在“智能風機”背景下作為風電機組單機的主控方式，在風電機組提升發電量方面以及降低成本方面具有極大潛力，可用于低風速下最大能量捕獲及高風速下降低葉片、塔筒等部件載荷。

中試