基于多岛遗传算法的漂浮式风力机稳定性多重调谐质量阻尼器优化控制.PDFVIP

第 29 卷 第 11 期 中 国机 械 工 程 Vol.29 No. 11 2018 年6 月 CHINA MECHANICAL ENGINEERING pp. 1349- 1356 基于多岛遗传算法的漂浮式风力机稳定性 多重调谐质量阻尼器优化控制 黄致谦 丁勤卫 李 春 汤金桦 上海理工大学能源与动力工程学院，上海，200093 摘要：将多重调谐质量阻尼器（MTMD ）引入漂浮式风力机控制领域以提高漂浮式风力机的稳定 性。以NREL 5MW 风力机及ITI Barge 平台为研究对象，提出在漂浮式风力机机舱和塔架中配置2 个参 数不同的调谐质量阻尼器（TMD ），并基于多岛遗传算法，算出MTMD 系统最优参数。通过对3 种典型工 况下、有无配置MTMD 的漂浮式风力机进行模拟计算，研究了最优MTMD 的控制效果。结果表明：多岛 遗传算法能够有效优化MTMD 参数；MTMD 控制优于单一TMD 控制；经参数优化后，MTMD 对漂浮式风 力机振动的控制效果更好，塔顶纵向位移和平台横摇角标准差抑制率分别提升了80.4%和83.8%；MTMD 对漂浮式风力机不同部位的控制效果不同，控制效果最好的为塔顶纵向位移、塔根横向弯矩及平台横摇角； 不同环境工况下，MTMD 对漂浮式风力机都有着明显的控制效果，其中纵向载荷和位移的标准差抑制率 分别为10.3%~ 12.1%和76.1%~78.3%，横向载荷和位移的标准差抑制率分别为75%~77.7%和8.9%~ 10.8%。 关键词：漂浮式风力机；动态响应；结构控制；多岛遗传算法；多重调谐质量阻尼器 中图分类号：TK83 DOI ：10.3969/j.issn. 1004- 132X.2018.11.015 开放科学（资源服务）标识码（OSID）： OptimalControlofMTMDinFloatingWind TurbineStabilityBasedonMIGA HUANG Zhiqian DING Qinwei LI Chun TANG Jinhua School of Energy and Power Engineering ，University of Shanghai for Science and Technology ，Shanghai ，200093 Abstract：MTMDs were introduced into the field of floating wind turbine controls to improve the stability of floating wind turbines. By NREL 5 MW wind turbine and ITI Barge platform as the research objects ，two TMDs with different parameters in the nacelle and tower of the floating wind turbines were proposed. Based on the MIGA ，the optimal parameters of the MTMD system were calculated. Based on the simulated calculations of three kinds of typical operating conditions ，with or without MTMD were equipped with a floating wind turbine ，the optimal control effects of MTMD were studied. The results show that MIGA may optimize MTMD parameters effectively and MTMD control is better than s