控制理论与应用

作者：郭诗璠,刘向杰,孔小兵,马乐乐

单位：华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室控制与计算机工程学院,华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室控制与计算机工程学院,华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室控制与计算机工程学院,华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室控制与计算机工程学院

关键词：风力发电系统;模型预测控制;变工作点;扰动抑制

基金：国家重点研发计划项目(2021YFE0190900),国家自然科学基金项目(62473150,62573192,62573194),中央高校基金项目(2023JC002,2023YQ00 2)资助.

风速的随机不确定性为风力发电系统实现稳定功率控制带来了巨大挑战.鉴于随机模型预测控制在处理概率形式不确定性方面的显著优势,其已被广泛应用于风力发电系统的功率控制中.然而,风速的波动特性会导致风力发电系统工作点频繁变动,而传统的随机模型预测控制方法通常仅能在预设的单一工作点下确保系统的可行性和稳定性.为了解决上述问题,本文提出了一种针对不确定风力发电系统的稳定随机模型预测控制策略,旨在确保风力发电系统在全运行区域内,无论工作点如何变化,都能维持其可行性和稳定性.通过集成Luenberger观测器来估计由线性化过程引入的模型失配,并结合基于Tube的控制框架来应对随机风速扰动.此外,通过将人工稳态目标作为优化变量以确保随机模型预测控制策略的可行性,并通过调整目标函数和扩展终端约束来保证风力发电系统的稳定性.最后,通过不同场景下的仿真和FAST实验验证了所提出策略的有效性.

来源：2025年第12期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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