集成测风激光雷达的大型风电机组智能预测控制系统

针对国内大型风电装备企业的“智能风机”控制系统多局限于前馈控制技术，未充分利用提前测风传感信息等问题，基于数据驱动进行测风机理分析与三维流场建模，引入智能预测与优化思想，解决了模型预测控制算法求解时间长与风电机组控制系统实时性要求高之间的矛盾，实现了“智能风机”准确感知与提前决策的核心技术，突破大型风电机组控制系统先进制造技术瓶颈。

提供了一种基于数据驱动的流场重构与等效风速预测方法，实现等效风速可靠预测并兼顾预测误差的概率分布特征，有助于实现风电机组模型预测控制与随机模型预测控制；提供了一种基于智能优化的风电机组非线性模型预测实时控制方法，综合利用多种技术手段减小被控变量离散集合，并通过设计智能优化算法提高非凸非线性动态优化问题的求解速度，提高了控制实时性；提供了一种基于随机优化的风电机组模型预测控制及容错机制方法，考虑激光雷达故障时预测机制失效情形，研究控制器切换及切换过程平滑过渡机制，确保了故障场景下风电机组运行的稳定性及安全性。

“智能风机”的关键核心是控制技术。成果可在“智能风机”背景下作为风电机组单机的主控方式，在风电机组提升发电量方面以及降低成本方面具有极大潜力，可用于低风速下最大能量捕获及高风速下降低叶片、塔筒等部件载荷。