基于灰色动态预测风力发电系统容错控制策略研究

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1、第42卷第7期电力系统保护与控制Vl01．42NO．72014年4月1日PowerSystemProtectionandControlApr．1，2014基于灰色动态预测的风力发电系统容错控制策略研究季凌燕，沈艳霞，吴定会(江南大学电气自动化研究所，江苏无锡214122)摘要：提出了一种新型的风力发电系统的主动容错控制策略。引入灰色动态预测模型，对传感器故障进行预测。基于风力发电系统模糊模型，设计容错控制器，利用邻近两状态反馈回路补偿失效回路的系统重构方法，重新确定系统反馈控制律。仿真结果表明在额定风速以下，传感器发生故障时系统的

2、功率系数和叶尖速比均能保持在最优值，从而实现额定风速以下的最大风能捕获。关键词：灰色预测模型；传感器故障诊断；容错控制；系统重构Researchoffault·tolerantstrategyforwindenergyconversionsystembasedongreypredictionmodelJlLing-yan，SHENYan-xia，WUDing-hui(InstituteofElectricalAutomation，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Anovel

3、fault-tolerantcontrolstrategyforwindenergyconversionsystemisproposed．Greypredictionmodelisintroducedtodiagnosethesensorfault．TheTakagi-Sugeno(T-S)isadoptedformodelingthewindenergyconversionsystemandestablishingfuzzystatefeedbackcontroller．Whenoneofthesensorsisfailed，c

4、ontrolactionofthefailedcircuitisaveragelysharedbytheremainingstate~edbackcircuits，thusstate~edbackcontrol-lawisreconfigured．Experimentalresultsshowthatwhenasensorisfailed，thesystempowercoeficientandtipspeedratiocanbestillmaintainedattheoptimalvalueundertheratedwindspe

5、ed，andthemaximumwindenergycapturecouldberealized．ThisworkissupposedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．61104183)．Keywords：greypredictionmodel；faultdiagnosisofsensor；faulttolerantcontrol；systemreconfiguration中图分类号：TM71文献标识码：A文章编号：1674-3415(2014)07-0037—07这些部件故

6、障会引起生产过程停顿，甚至可能造成0引言严重灾难。目前，针对风能转换系统的容错控制方随着社会经济的发展，传统能源已远远不能满法主要有两种：被动容错控制和主动容错控制。被足需求，因此，为促进人类发展，开发新能源势在动容错控制系统中没有故障检测装置，控制器除考必行。无论从技术方面还是经济方面考虑，风能凭虑正常工作状态的参数值外，还要考虑在故障情况借其取之不尽用之不竭的优势，都是新能源开发的下的参数值，无论控制部件正常运行还是发生执行首选对象。风能转换系统(WindEnergyConversion器、传感器故障，均能保障系统的稳定性。由

7、于被System，WECS)的可靠性问题受到越来越广泛的关动控制策略通常是根据系统可能出现的最坏情况，注，作为提高系统可靠性的有效手段，容错控制成设计出具有固定参数的控制器，这往往使设计出来为WECS研究的一大热点【J。。J。的控制器过于保守且只具有有限的容错范围，主动由于风力发电系统是高阶、多变量、参数时变容错控制克服了被动容错控制器不能达到最优控制的复杂强非线性系统，并长期处于沿海高原等复杂的缺点，是一种基于故障检测、故障隔离以及故障多变的工作环境中，大功率、高负荷连续运行，其系统重组技术的容错控制方法。文献[7]考虑了一类传

8、感器和执行器等部件都是容易发生故障的环节，非线性系统，针对所有可能发生的执行机构和传感器故障，研究了基于滑模观测器的故障诊断与容错基金项目：国家自然科学基金资助项目(61104183)；中央高校控制，在线检测故障，并且对其进行重构，提高了基本科研业