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风电场有功功率波动抑制的模型预测控制优化策略

目录

文档综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

风电场有功功率波动概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.1风电场有功功率波动的定义与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.2风电场有功功率波动的影响因素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.3风电场有功功率波动的监测与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

模型预测控制基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.1模型预测控制的定义与特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.2MPC的基本原理与步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.3MPC在风电场中的应用现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

风电场有功功率波动抑制的MPC优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

4.1建立风电场有功功率预测模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

4.2设计MPC控制器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.3确定控制参数与策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

仿真实验验证与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

5.1实验环境搭建与设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

5.2实验过程与结果展示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

5.3实验结果分析与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

6.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

6.2存在问题与不足．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

6.3未来研究方向与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

1.文档综述

（一）背景与意义

随着可再生能源的普及，风电作为其中的重要一环，其稳定性和可控性对于电力系统的稳定运行至关重要。风电场有功功率波动是风电并网后电网面临的主要问题之一，剧烈的功率波动会对电网的安全稳定运行造成威胁。因此针对风电场有功功率波动的抑制研究具有重要意义，模型预测控制（MPC）作为一种先进的控制策略，在处理具有不确定性和约束性的系统时表现出良好的性能，被广泛应用于风电功率控制中。本文旨在探讨模型预测控制在风电场有功功率波动抑制方面的优化策略。

（二）研究现状及发展趋势

目前，国内外学者在风电场有功功率波动抑制方面已开展大量研究，其中模型预测控制策略逐渐成为研究热点。随着人工智能和大数据技术的发展，MPC在风电功率控制中的应用愈发广泛，并取得一定成果。但风电场运行的复杂性和不确定性给MPC策略的应用带来挑战，需要进一步研究和优化。

（三）研究内容与方法

本文的研究内容主要包括以下几个方面：

风电场有功功率波动特性分析：深入研究风电场有功功率波动的原因、特点和影响因素，为制定有效的控制策略提供基础。

模型预测控制策略设计：基于MPC理论，结合风电场实际运行特点，设计适用于风电场有功功率波动抑制的MPC策略。

控制策略优化：针对MPC策略在风电场应用中的不足，进行优化改进，提高其对风电场有功功率波动抑制的效果。

研究方法主要包括文献调研、理论分析、数学建模、仿真验证等。通过文献调研了解国内外研究现状和发展趋势；通过理论分析和数学建模设计控制策略；通过仿真验证评估控制策略的有效性。

（四）文章结构

本文共分为五个部分，第一部分为绪论，介绍研究背景、意义、现状及发展趋势；第二部分为风电场有功功率波动特性分析；第三部分为模型预测控制策略设计；第四部分为控制策略优化；第