大型风电机组模型预测独立变桨控制器设计

针对恒转速运行时,大型风电机组承受的不平衡载荷问题,提出一种多输入多输出的风电机组模型预测(MPC)独立变桨控制策略.首先,建立风电机组旋转坐标系下的状态空间模型,经过坐标变换得到固定坐标系下的平均周期模型,分析表明模型在非对角存在无法忽视的耦合;然后,计算所需观测器和控制器的参数,进一步设计基于Kalman状态观测器的多输入与多输出的模型预测独立变桨控制器;最后,分析NREL 5 MW风电机组平台在湍流风作用下集中变桨、传统独立变桨以及模型预测独立变桨控制策略的载荷特性与运行特性.结果表明,与传统的PI独立变桨控制相比,多输入多输出模型预测独立变桨控制器具有更好的降载效果,且不会引起功率波动.