海上風(fēng)電與儲(chǔ)能系統(tǒng)的魯棒最優(yōu)控制.pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展使得能源、資源與環(huán)境的矛盾越來(lái)越嚴(yán)重。隨著化石能源的日漸枯竭，發(fā)展新的綠色能源已經(jīng)迫在眉睫。風(fēng)力發(fā)電因其清潔、無(wú)污染、可再生，量大面廣等優(yōu)點(diǎn)成為各國(guó)爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)的新能源。然而由于風(fēng)電不穩(wěn)定與隨機(jī)性，大規(guī)模并網(wǎng)風(fēng)電會(huì)對(duì)電能質(zhì)量和電網(wǎng)的安全性帶來(lái)挑戰(zhàn)，因此發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)風(fēng)電有重要意義。在眾多新型儲(chǔ)能技術(shù)中，氫能以其獨(dú)特的性質(zhì)成為儲(chǔ)能領(lǐng)域的新星。氫氣不含碳，燃燒后不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，成為被廣泛關(guān)注的新型能源。發(fā)展風(fēng)氫互補(bǔ)系統(tǒng)是最值得期

2、待的未來(lái)能源形式之一。在對(duì)控制理論的研究中，魯棒控制是近年來(lái)取得較大發(fā)展的控制方法。針對(duì)風(fēng)電和儲(chǔ)能聯(lián)合系統(tǒng)中存在的不確定性和干擾，應(yīng)用魯棒H∞控制變槳距系統(tǒng)可以很好地抑制風(fēng)對(duì)海上風(fēng)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)載荷的干擾。在對(duì)氫燃料電池的空氣供應(yīng)系統(tǒng)中，對(duì)壓力的控制是中心問(wèn)題之一。針對(duì)建模過(guò)程中忽略的高頻因素和系統(tǒng)在運(yùn)行中受到的干擾，應(yīng)用魯棒H∞混合靈敏度控制可以將壓力穩(wěn)定在理想值上。
　　本文以實(shí)現(xiàn)風(fēng)-氫耦合發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象。應(yīng)用變速恒頻技術(shù)使

3、海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)在較大風(fēng)速范圍內(nèi)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率達(dá)到最優(yōu)。根據(jù)海上風(fēng)機(jī)受載荷波動(dòng)影響大的特點(diǎn)，運(yùn)用H∞控制對(duì)系統(tǒng)受到的擾動(dòng)具有魯棒性，設(shè)計(jì)了H∞狀態(tài)反饋?zhàn)儤嗫刂破?，減少了風(fēng)機(jī)承受的載荷，降低了風(fēng)機(jī)的機(jī)械零部件如塔架、槳葉和傳動(dòng)軸的疲勞度，從而延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命。最后，為解決棄風(fēng)限電，提高風(fēng)能的利用效率，將風(fēng)場(chǎng)多余的風(fēng)能資源通過(guò)電解水制成氫氣，儲(chǔ)存在質(zhì)子交換膜氫燃料電池中。提高燃料電池效率的關(guān)鍵在于控制空氣供應(yīng)管道的壓力穩(wěn)定，從而使陰極的氧