漂浮式风电机组负荷优化控制与先进监测技术研究.docx

漂浮式风电机组负荷优化控制与先进监测技术研究

摘要

漂浮式风电机组作为新一代海上风电技术的核心，其高效稳定运行对于满足全球能源需求、促进环境保护具有重要意义。本研究聚焦于漂浮式风电机组的负荷优化控制与先进监测技术，旨在提升机组的发电效率和稳定性。通过理论分析、仿真模拟和实验验证，本研究提出了一系列创新性的解决方案。在负荷优化控制方面，本研究设计了一种基于改进单神经元自适应PID控制器的独立变桨控制算法，该算法结合了单神经元自适应PID的自适应性和独立变桨控制的精确性，实现了对机组载荷和输出功率的高效调节。仿真分析和实验验证结果表明，该算法能够显著降低机组的载荷波动，提高输出功率的稳定性。在先进监测技术方面，本研究探索了基于分布式光纤传感器网络和数字孪生平台的监测系统设计方案，该方案能够实时监测机组的运行状态，及时发现并预警潜在故障，为机组的维护和保养提供有力支持。

进一步的研究发现，漂浮式风电机组在运行过程中面临着复杂的海洋环境挑战，包括波浪、海流、风速等多种因素的影响。通过采用本文提出的负荷优化控制策略和先进监测技术，可以有效应对这些挑战，确保机组的高效稳定运行。此外，本研究还揭示了负荷优化控制与先进监测技术之间的协同作用，即先进的监测技术为负荷优化控制提供了实时、准确的数据支持，而负荷优化控制则通过精确调节机组运行状态，延长了监测系统的使用寿命，提高了监测数据的准确性。这一发现为漂浮式风电机组的运维管理提供了新的思路，强调了技术融合与创新对于推动漂浮式风电技术发展的重要性。基于以上研究结论，本研究提出了一系列实践建议，包括加强漂浮式风电机组的运维管理、推动技术创新与产业升级、提升人才培养与团队建设等，旨在促进漂浮式风电技术的持续发展和广泛应用。

关键词：漂浮式风电机组；负荷优化控制；改进单神经元自适应PID控制器；独立变桨控制；先进监测技术；分布式光纤传感器网络；数字孪生平台

ABSTRACT

Floatingwindturbines,asthecoreofthenewgenerationofoffshorewindpowertechnology,havesignificantimportanceinmeetingglobalenergydemandsandpromotingenvironmentalprotectionthroughtheirefficientandstableoperation.Thisstudyfocusesonloadoptimizationcontrolandadvancedmonitoringtechnologyforfloatingwindturbines,aimingtoimprovethepowergenerationefficiencyandstabilityoftheunits.Throughtheoreticalanalysis,simulation,andexperimentalverification,thisstudyproposesaseriesofinnovativesolutions.Intermsofloadoptimizationcontrol,thisstudydesignedanindependentpitchcontrolalgorithmbasedonanimprovedsingleneuronadaptivePIDcontroller.ThealgorithmcombinestheadaptabilityofsingleneuronadaptivePIDwiththeaccuracyofindependentpitchcontrol,achievingefficientregulationofunitloadandoutputpower.Thesimulationanalysisandexperimentalverificationresultsshowthatthealgorithmcansignificantlyreducetheloadfluctuationoftheunitandimprovethestabilityoftheoutputpower.Intermsofadvancedmonitoringtechnology,thisstudyexploresamonitoringsystemdesignschemebase