English
Wind Turbine Modeling Based on A Multi-model LPV Structure
文件大小：
1270k
资源说明：### 基于多模型LPV结构的风力涡轮机建模
#### 摘要与背景
本文介绍了一种基于多模型线性参数变化（LPV）结构的风力涡轮机建模方法。这种方法通过组合多个局部线性模型来描述风力涡轮机在不同工作条件下的动态特性。随着全球能源短缺和环境污染问题日益严重，可再生能源的应用变得越来越重要。风能作为最有前景的可再生能源之一，其研究和发展受到了广泛关注。
#### 引言
为了提高风力涡轮机系统的性能并降低风电成本，建立准确的动力学模型至关重要。传统的机制模型虽然能够提供较为详细的物理描述，但往往需要严格的假设，并且在实际应用中可能会遇到困难。因此，本文提出了一种新的建模方法——基于多模型LPV结构的风力涡轮机建模。
#### 多模型LPV结构概述
多模型LPV结构是一种非线性系统辨识方法，它由多个局部线性模型组成，这些模型通过权重函数进行插值。每个局部线性模型对应于不同的工作条件，例如不同的风速和桨距角。通过这种方式，可以捕捉到风力涡轮机在广泛运行范围内的动态行为。
#### 模型构建
- **局部线性模型**：局部线性模型采用输出误差（OE）模型的形式，在不同的风速和桨距角下进行识别。
- **权重函数**：线性函数被用作权重函数，用于确定各局部模型之间的插值比例。
- **测试验证**：通过模拟的机械风力涡轮机过程对所提出的多模型LPV方法进行了测试，以验证其有效性。
#### 风力涡轮机回顾
风力涡轮机系统通常包括以下几个子系统：
- **叶片和桨距子系统**：负责捕获风能并将其转换为机械转矩。
- **传动链子系统**：将叶片产生的机械转矩传递给发电机。
- **发电机和转换子系统**：将机械能转换为电能，并通过电力电子设备调节输出电压和频率。
#### 模型结构
简化后的风力涡轮机系统如图1所示。该系统主要由以下几部分构成：
- **叶片和桨距子系统**：这部分涉及到叶片的设计以及如何通过调整桨距角来控制风力涡轮机的功率输出。
- **传动链子系统**：连接叶片和发电机的部分，主要负责能量传输。
- **发电机和转换子系统**：最终将机械能转换为电能，并通过电力电子设备进行控制。
#### 方法论
- **数据收集**：首先需要收集不同运行条件下的数据，包括风速、桨距角等。
- **局部模型识别**：在不同条件下，通过输出误差模型对局部线性模型进行辨识。
- **权重函数设计**：根据实际需求选择合适的线性函数作为权重函数。
- **模型集成**：将所有局部模型和权重函数结合在一起形成完整的多模型LPV结构。
#### 实验验证
通过对模拟的机械风力涡轮机过程进行测试，验证了所提出的多模型LPV方法的有效性。实验结果表明，该方法能够准确地描述风力涡轮机在不同运行条件下的动力学特性，为风力涡轮机的控制策略优化提供了有力支持。
#### 结论
本文提出了一种基于多模型LPV结构的风力涡轮机建模方法，通过组合多个局部线性模型来准确描述风力涡轮机在不同运行条件下的动态行为。这种方法不仅提高了模型的准确性，也为后续的控制策略优化提供了坚实的基础。未来的研究方向可能包括进一步改进模型的预测精度、探索更复杂的调度变量以及应用于实际风力发电场的控制策略优化等。
本源码包内暂不包含可直接显示的源代码文件，请下载源码包。
