用于功率与疲劳联合优化的准静态闭环风电场控制
系统与控制
2023-05-22 v1 系统与控制
流体动力学
摘要
我们开发了一种通过将对 surrogate 载荷模型与解析准静态高斯尾流合并模型耦合来实现功率与载荷联合优化的方法。基于查找表的疲劳模型通过一系列OpenFast仿真离线开发，覆盖了DTU 10 MW参考风力涡轮机的不同运行状态，并针对具有气动弹性耦合的大涡模拟进行了验证。随后，利用该解析模型获得TotalControl参考风电场的优化控制设定点，并在基于大涡模拟的风电场仿真器中测试。尾流模型以准静态闭环方式在线校准。通过与贪婪运行以及无反馈或校准的开环控制结果比较，展示了闭环控制器的益处。结果表明闭环控制优于开环控制，具有纵深涡轮阵列的风场配置展现出最高增益。在所开发的LUT中将疲劳纳入代价函数也带来了有趣的见解：与开环控制相比，叶片根部疲劳载荷降低而功率产出无显著下降。还进行了一个案例研究，展示了所开发闭环控制器与载荷LUT的实际应用，其中闭环控制器对涡轮机停机运行的场景作出反应，在线优化偏航角以在新布局下最大化性能。
引用
@article{arxiv.2305.11710,
title = {Quasi-static closed-loop wind-farm control for combined power and fatigue optimization},
author = {Ishaan Sood and Christophe del Fosse et d'Espierres and Johan Meyers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.11710},
year = {2023}
}