经济模型预测控制及其在海流涡轮机发电系统的应用研究

论文摘要

本文根据海流涡轮机发电系统的长期运行特性,提出了一种改进的经济模型预测控制方法,优化了常年工作在海底的涡轮机系统,通过建立海流涡轮机系统的数学模型,考虑齿轮寿命预测和变速箱损耗程度,结合设定的系统运行约束条件,以涡轮机的工作寿命为重要参考依据,在提高海流涡轮机发电量的基础上,降低系统的发电代价,增加涡轮机的工作寿命。然后,在满足系统经济性的基础上,以安全性为前提,提升系统的响应能力,增加系统的快速性。通过仿真实验表明使用的控制方法能够得到优良的控制效果。具体研究内容和创新点如下:首先,针对海流涡轮机发电系统,在研究最大发电量的基础上,考虑海流涡轮机发电系统发电过程的经济性,基于改进经济模型预测控制方法,设定涡轮机系统的经济指标,系统在设定的约束条件下运行,结合涡轮机系统齿轮寿命预测和变速箱损耗程度,综合考虑系统的发电代价,其目的是在提高海流涡轮机发电量的基础上,降低系统的发电代价,增加涡轮机的工作寿命。仿真结果表明使用的控制方法改进了系统的控制效果,提升了系统的经济性。其次,针对海流涡轮机发电系统的运行特性,由于传统经济模型预测控制在大规模非线性系统求解时有一定的局限性,因此,本文将快速性作为海流涡轮机发电系统发电过程的一项指标,基于快速性的经济模型预测控制方法,在满足系统安全性的前提下提升系统的响应能力,以涡轮机的工作寿命为重要参考依据,然后将其应用于海流涡轮机发电系统中,并通过仿真对比验证了算法的可行性与有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 预测控制算法的研究现状
•     1.2.1 模型预测控制算法的研究现状
•     1.2.2 经济模型预测控制算法的研究现状
•   1.3 海流涡轮机发电系统的研究现状
•   1.4 论文主要研究内容与论文结构
• 第2章 基本理论知识和海流涡轮机系统
•   2.1 基本理论知识
•     2.1.1 基本的预测控制算法
•     2.1.2 经济模型预测控制算法
•   2.2 海流涡轮机系统简介
•   2.3 海流涡轮机系统建模
•     2.3.1 水动力模型
•     2.3.2 海流涡轮机模型
•     2.3.3 发电机系统模型
•   2.4 本章小结
• 第3章 基于模型预测控制方法的应用研究
•   3.1 技术背景
•   3.2 基于模型预测控制方法的系统设计
•     3.2.1 模型预测控制算法
•     3.2.2 改进的控制系统设计
•     3.2.3 控制器设计与求解
•   3.3 仿真研究
•   3.4 本章小结
• 第4章 海流涡轮机发电系统经济性研究
•   4.1 技术背景
•   4.2 海流涡轮机发电系统经济性设计
•     4.2.1 经济模型预测控制算法
•     4.2.2 控制系统设计
•     4.2.3 控制器设计与求解
•   4.3 仿真研究
•   4.4 本章小结
• 第5章 海流涡轮机发电系统快速性研究
•   5.1 技术背景
•   5.2 海流涡轮机发电系统快速性设计
•     5.2.1 快速经济模型预测控制算法
•     5.2.2 控制系统设计
•     5.2.3 控制器设计与求解
•   5.3 仿真研究
•   5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
•   6.1 本文总结
•   6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 胡德文

导师: 张日东

关键词: 海流涡轮机系统,经济模型预测控制,经济性,快速性

来源: 杭州电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 海洋学,新能源,电力工业

单位: 杭州电子科技大学

分类号: TM612;P743.1

总页数: 62

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