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风电系统参数优化的挑战与前景

【摘要】:实际中,风电系统控制系统的参数优化是一个随机、时变和耦合的复杂过程,传统的优化控制方法难以有效应用,而Kharitonov定理也不失为一个不错的选择,目前在风电系统中应用还较少。

1.Kharitonov定理

Kharitonov定理又称区间多项式稳定理论,可用于解决带上下限参数的多项式的稳定性问题。当前,Kharitonov定理作为研究工具在许多领域有广泛的应用。实际中,风电系统控制系统的参数优化是一个随机、时变和耦合的复杂过程,传统的优化控制方法难以有效应用,而Kharitonov定理也不失为一个不错的选择,目前在风电系统中应用还较少。

通过Kharitonov定理将控制目标转换为不等式约束凸优化问题,采取其他算法对控制器参数寻优,它可以将问题转化为特定区间多项式的稳定性问题,然后借助劳斯判据判断参数多项式的稳定性。而针对长区间段的研究,或者区间中存在的异常运行点,则可以将区间划分为短区间分别进行分析。

2.层次分析法

层次分析法是一种定性与定量相结合的决策分析方法,能有助于决策者将复杂系统的决策思维过程模型化、数量化。首先将一个复杂问题转化为有条理的有序层次,一个递阶层次图能够直观地反映系统内部因素之间各子系统的分解情况,然后再逐级地进行综合。根据对问题的分析,将问题所包含的因素,按照是否共有某些特征进行归纳成组,并把它们之间的共同特性看成是系统中新的层次中的一些因素,而这些因素本身也按照另外的特性组合起来,形成更高层次的因素,直到最终形成单一的最高层次因素。例如,图1.11为功率变化过程中控制参数优化结果的分布图,功率变化的间隔为10%,旁边的虚线框内表示特定功率情况下阻尼比随控制参数变化的趋势。在风力发电系统的控制参数问题优化时,提出计及风力发电系统的调节评价指标体系,使用熵权法修正的层次分析法,建立调控评分序列,并提出优化模型。

图1.11 不同功率下的参数优化

层次分析法尤其适合对决策结果难以直接准确计量的场合,层次分析法的步骤如下:

(1)通过对系统的深刻认识,确定该系统的总目标。

(2)建立一个多层次的递阶结构,按目标的功能差异将系统分为几个等级层次。

(3)确定递阶结构中相邻层次元素间相关程度。

(4)计算各层元素对系统目标的合成权重,进行总排序,确定递阶结构图中最底层各个元素的总目标中的重要程度。

(5)根据分析计算结果,考虑相应的决策。