基于模型预测控制的半潜漂浮式风机协调控制方法研究

研究漂浮式海上风力发电考虑输出功率与机械载荷的协调控制，有助于提高深远海风机运行的经济性和安全性。为实现漂浮式风机的多目标控制，以NREL 5MW半潜漂浮式风机为研究对象，在Matlab/Simulink平台上设计并搭建增益调度多模型预测控制器(gainschedulingmulti-model predictive controller,GM-MPC)。基于各稳态工况下风机开环动态性能的分析以及模型线性化处理，建立半潜漂浮式风机控制模型，与高保真FAST模型仿真对比，验证了所建控制模型的准确性。在实现模型预测的基础上，根据实际风机工况和约束条件，以为减少功率波动、塔架载荷和执行器动作次数为目标，优化求解出每一时刻下的最优控制量，从而实现GM-MPC的滚动优化。为证明控制器的有效性，在多种风-浪联合载荷的工况下，与基于蚁群优化算法的独立变桨控制策略进行了对比实验。结果表明，所设计的控制策略使半潜漂浮式风机在满足功率平稳性的同时降低了机组的机械载荷，使其能适应深远海环境下的复杂运行工况。     

基于MIC-LSTM与CKDE的风电机组机舱温度区间预测

风电安全技术的发展在新能源生产安全中具有重要意义。风力发电机组机舱温度预测可提前发现机舱温度的异常变化,为监测和控制系统提供温度预警信号,从而保障内部设备安全稳定运行。提出基于最大信息系数（MIC）的变量筛选方法,选取与机舱温度相关性较高的变量作为输入变量,然后基于长短时记忆（LSTM）网络建立了多变量机舱温度单点预测模型,通过与其它3类预测模型的性能对比表明了所提方法精度更高;基于LSTM网络模型的预测结果及其误差数据集,采用条件核密度估计（CKDE）法建立了不同置信度下机舱温度预测值的波动区间,依据具体实例验证了不确定性区间预测模型的有效性和可靠性。     

计及碳收益的风电场混合储能容量优化配置

风电场输出功率波动剧烈,直接并网会影响电力系统的安全稳定运行,需要配置储能平滑风电功率使其满足并网要求。为克服滑动平均法追随性差而导致储能配置容量较大的问题,提出分级滑动平均法用于确定风电功率平滑目标;采用Butterworth低通滤波对风电功率偏移量进行分解,将低频分量和高频分量分别作为锂电池储能和飞轮储能的参考功率;考虑储能初始投资及置换等成本以及售电收益、碳交易收益,建立风电场混合储能容量优化配置模型,并采用自适应混沌粒子群优化算法进行求解;利用某48MW风电场的运行数据进行仿真验证。仿真结果表明：分级滑动平均法更适用于确定风电功率平滑目标,锂电池与飞轮混合储能有利于提高风储系统全生命周期的净收益。     

北方地区污水厂应用高效活性污泥工艺进行提标改造

雄安新区某生活污水处理厂于2018年启动提标改造工程，出水水质由一级A标提升至Ⅳ类水体标准，其中出水TN 10 mg/L以下。因此该厂在保证原有工艺不停产、有足够用地的前提下，特增设高效活性污泥尾水处理构筑物。经过调试，该工程出水水质稳定，能实现类Ⅳ类水体出水要求，且运行成本合理，可为实现出水TN≦10 mg/L的污水厂作为借鉴。     

降低海面覆冰载荷影响的近海固定式风电机组安全控制EI北大核心CSCD

海面覆冰载荷是寒冷地区海上风电设计和运营中需要考虑的重要因素。该文建立风扰动及海面覆冰扰动下海上风电机组的T-S模糊增量模型;采用分布补偿控制率,通过控制桨距角增量以达到保持风电机组功率稳定、降低海面覆冰载荷影响的控制目标,基于Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法求解相关增益,完成模糊状态观测器及模糊状态反馈控制器的设计,设计过程中考虑H∞性能指标以减少风扰动及海面覆冰载荷扰动对系统的影响。仿真结果表明,所设计的模糊状态观测器能够准确跟踪机组运行状态;所设计的降载控制器可有效降低风扰动及海面覆冰扰动对系统动态性能的不利影响,使风电机组功率及塔顶位移保持在较为稳定的范围内。