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認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：柴**（實(shí)名認(rèn)證）

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IP屬地：山西 上傳時(shí)間：2023-10-16 格式：DOCX 頁(yè)數(shù)：8 大?。?9.39KB 積分：8.28 舉報(bào) 版權(quán)申訴

基于非線性干擾觀測(cè)器的風(fēng)電機(jī)組自適應(yīng)反演滑?？刂齐S著風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組的控制策略也越來越重要。目前常用的控制方法有PID控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。其中，滑模控制在其它控制方法中表現(xiàn)良好，因?yàn)榛？刂凭哂恤敯粜?，?duì)于系統(tǒng)參數(shù)變化和外界干擾具有較好的魯棒性。

然而，在實(shí)際應(yīng)用中，風(fēng)速變化和機(jī)組非線性特性會(huì)嚴(yán)重影響滑?？刂破鞯男阅?。這種情況下，非線性觀測(cè)器可以被用作一種有效的手段來解決這個(gè)問題。非線性觀測(cè)器可以通過提取系統(tǒng)內(nèi)部變量的信息來估計(jì)系統(tǒng)狀態(tài)，因此可以在存在非線性特性的系統(tǒng)中提高系統(tǒng)的控制能力。非線性觀測(cè)器是一種廣泛使用的技術(shù)，用于估計(jì)非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的未知輸入和狀態(tài)量。

本文主要研究一種基于非線性干擾觀測(cè)器的風(fēng)電機(jī)組自適應(yīng)反演滑?？刂品椒?。該方法通過非線性觀測(cè)器估計(jì)風(fēng)電機(jī)組內(nèi)部狀態(tài)變量，并且將其應(yīng)用于滑?？刂破髦校詫?shí)現(xiàn)自適應(yīng)反演控制。最后，本文通過仿真實(shí)驗(yàn)證明了該方法的有效性。

1.風(fēng)電機(jī)組模型

首先，考慮一個(gè)具有非線性動(dòng)態(tài)特性的風(fēng)電機(jī)組，該風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型如下：

{dot(Pm)=Pe-P_loss

dot(w)=(1/J)*(Pm-TL)

dot(E)=w

E=Ef-Ia*R_a

其中，Pm是機(jī)組的機(jī)械輸出功率，Pe是變槳功率，P_loss是系統(tǒng)的損耗功率，w是機(jī)組轉(zhuǎn)速，J是機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，TL是負(fù)載扭矩，E是磁鏈，Ef是磁勢(shì)，Ia是電機(jī)電流，R_a是電機(jī)電阻。

2.自適應(yīng)反演滑模控制策略

在非線性干擾觀測(cè)器的幫助下，我們?cè)O(shè)計(jì)自適應(yīng)反演滑?？刂破?，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的控制。

自適應(yīng)反演滑?？刂扑惴梢苑殖蓛蓚€(gè)主要部分：控制器設(shè)計(jì)和非線性觀測(cè)器設(shè)計(jì)。

（1）控制器設(shè)計(jì)

控制器的設(shè)計(jì)主要利用滑?？刂扑惴▉硐獠扛蓴_，并保證系統(tǒng)的健壯性。該控制器的設(shè)計(jì)如下：

u=[k_1*sgn(e)+k_2*e]實(shí)際輸入信號(hào)

其中，e是模型輸出與期望值之間的誤差，k_1和k_2是控制器的增益。

（2）非線性觀測(cè)器設(shè)計(jì)

非線性觀測(cè)器的設(shè)計(jì)目的是估計(jì)系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)量。在本文中，我們采用全局指數(shù)觀測(cè)器，該觀測(cè)器通過估計(jì)系統(tǒng)輸入和輸出的積分指數(shù)來估計(jì)系統(tǒng)狀態(tài)變量。

具體地，非線性觀測(cè)器可以表示為：

{dot(X_hat)=f_e+g_e*U

Y=X_hat

其中，f_e和g_e分別為非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的可觀測(cè)矩陣，U是系統(tǒng)輸入，Y是系統(tǒng)輸出，X_hat是狀態(tài)估計(jì)向量。X_hat的初始值可以通過系統(tǒng)初始狀態(tài)以及初始輸入推導(dǎo)出。

3.仿真實(shí)驗(yàn)

通過MATLAB軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，本文比較了傳統(tǒng)滑?？刂品椒ㄅc本文設(shè)計(jì)的自適應(yīng)反演滑?？刂品椒ǖ男阅?。仿真參數(shù)如下：

J=2.5

R_a=0.1

Ef=5

k_1=5

k_2=10

仿真結(jié)果如下：

如上圖所示，經(jīng)過仿真比較，本文設(shè)計(jì)的自適應(yīng)反演滑?？刂品椒黠@優(yōu)于傳統(tǒng)滑?？刂品椒?。在考慮風(fēng)速變化和機(jī)組非線性特性的情況下，該控制方法可以更準(zhǔn)確地跟蹤期望機(jī)械輸出功率，改善了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。

4.結(jié)論

本文提出了基于非線性干擾觀測(cè)器的風(fēng)電機(jī)組自適應(yīng)反演滑?？刂品椒ǎ摲椒ㄓ行Ы鉀Q了非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的參數(shù)變化和外界干擾的問題。通過仿真實(shí)驗(yàn)，本文證明了該方法的有效性。相信該方法將對(duì)未來的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制中發(fā)揮著重要的作用。在電力行業(yè)中，風(fēng)力發(fā)電作為一種新型清潔能源，已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用，受到了政策的支持和產(chǎn)業(yè)的重視。本文將介紹一些與風(fēng)力發(fā)電相關(guān)的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析。

1.全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量

截至2020年底，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)到了743.4GW。其中，中國(guó)是全球最大的風(fēng)電市場(chǎng)，其安裝容量超過了214GW，占全球總裝機(jī)容量的29%。其他主要的風(fēng)電市場(chǎng)包括美國(guó)、德國(guó)、印度和西班牙等國(guó)家。從全球趨勢(shì)來看，風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量在未來仍將持續(xù)增長(zhǎng)。

2.風(fēng)力發(fā)電的貢獻(xiàn)

風(fēng)力發(fā)電已成為全球電力行業(yè)中最重要的新型清潔能源之一。根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，全球風(fēng)力發(fā)電在2019年的發(fā)電量為1,319TWh，相當(dāng)于全球電力需求的5.3%。同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電的使用也顯著提高了全球的能源效率。

3.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率

隨著技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率逐步提高。目前，商業(yè)化的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率已經(jīng)達(dá)到了50%以上。同時(shí)，隨著機(jī)組的規(guī)模擴(kuò)大，其效率也將不斷提高。未來，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率將繼續(xù)提高，這有望推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。

4.風(fēng)力發(fā)電成本

盡管風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為全球電力行業(yè)中最重要的新型清潔能源之一，但其成本仍然是制約其發(fā)展的主要因素之一。根據(jù)IEA的數(shù)據(jù)，目前全球風(fēng)力發(fā)電的平均成本是每kWh7美分。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步和投資的增加，風(fēng)力發(fā)電成本有望繼續(xù)下降。

5.風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)

隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣黾?，風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)也十分明顯。許多國(guó)家已經(jīng)制定了風(fēng)力發(fā)電的目標(biāo)，包括歐盟在內(nèi)的許多國(guó)家都計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)100%可再生能源的目標(biāo)。預(yù)計(jì)未來，風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量將繼續(xù)增加，技術(shù)將不斷改進(jìn)，成本也將不斷降低。同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電也將不斷與其他清潔能源相結(jié)合，以滿足可持續(xù)能源的需求。

總的來說，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為全球電力行業(yè)中最重要的新型清潔能源之一。隨著技術(shù)的提升和政策的支持，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)未來有望迎來更大的發(fā)展。近年來，風(fēng)力發(fā)電在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，并且已成為清潔能源領(lǐng)域的新興力量，受到了政策的支持和產(chǎn)業(yè)的重視。本文將以丹麥為例，從其風(fēng)力發(fā)電歷程、技術(shù)創(chuàng)新、政策支持和經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行分析和總結(jié)，以探討風(fēng)力發(fā)電的未來發(fā)展趨勢(shì)。

丹麥風(fēng)力發(fā)電的歷程

作為全球風(fēng)電領(lǐng)域的開創(chuàng)者之一，丹麥已經(jīng)成為歐洲最大的風(fēng)力發(fā)電國(guó)家之一。丹麥的風(fēng)力發(fā)電歷程可以追溯到上世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)丹麥開始將風(fēng)力發(fā)電作為替代傳統(tǒng)能源的一種選擇。在隨后的幾十年中，丹麥通過政府政策的支持和技術(shù)的推動(dòng)，逐步建立了一個(gè)完整的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)化落地的全過程。

技術(shù)創(chuàng)新

在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)上，丹麥一直在不斷創(chuàng)新。特別是在大型風(fēng)力渦輪機(jī)和水平軸風(fēng)力機(jī)的發(fā)展上，丹麥?zhǔn)冀K處于領(lǐng)先地位。在制造風(fēng)力渦輪機(jī)的過程中，丹麥企業(yè)通過提升機(jī)組的效率和轉(zhuǎn)矩，降低制造成本，逐步實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)。在風(fēng)力渦輪機(jī)的控制系統(tǒng)方面，丹麥企業(yè)也在不斷進(jìn)行創(chuàng)新，通過通過智能控制系統(tǒng)，可以有效地提升機(jī)組的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率。

政策支持

丹麥政府一直以來都對(duì)風(fēng)力發(fā)電推廣的重視程度非常高。從上世紀(jì)80年代開始，政府就制定了嚴(yán)格的法規(guī)和政策來鼓勵(lì)和支持風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展。政府的政策包括:提供補(bǔ)貼，建立直接和間接支持機(jī)制，提高風(fēng)電上網(wǎng)價(jià)格等。同時(shí)，政府每年都會(huì)制定一份明確的可再生能源發(fā)展計(jì)劃，規(guī)定具體的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)計(jì)劃。

經(jīng)濟(jì)效益

除了在環(huán)保領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用以外，風(fēng)力發(fā)電也為丹麥經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來許多好處。根據(jù)丹麥能源局的數(shù)據(jù)，風(fēng)力發(fā)電在丹麥創(chuàng)造了超過4.4億歐元的直接和間接GDP，同時(shí)也創(chuàng)造了15,000個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。此外，由于風(fēng)力發(fā)電在丹麥的發(fā)展，丹麥已經(jīng)成為了一個(gè)大型的風(fēng)力渦輪機(jī)制造國(guó)家。

未來發(fā)展

從全球趨勢(shì)來看，在全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣黾雍铜h(huán)保壓力的不斷增大的情況下，風(fēng)力發(fā)電的未來發(fā)展趨勢(shì)也十分明顯。未來，全球風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)容量有望繼續(xù)增加，技術(shù)將不斷改進(jìn)，成本也將不斷降低。同時(shí)，風(fēng)力