Naslov
Linearno parametarski promjenjivo upravljanje velikim vjetroagregatima
(Linear Parameter Varying Control of Large Wind Turbines)

Autori
Bobanac, Vedran

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
23.04

Godina
2015

Stranica
221

Mentor
Vašak, Mario

Ključne riječi
Upravljanje vjetroagregatom; H-infinity metoda; linearno parametarski promjenjivo (LPV) upravljanje; vibracije tornja; strukturna opterećenja; laboratorijski vjetroagregat
(Wind turbine control; H-infinity method; linear parameter varying (LPV) control; tower vibration; structural loads; laboratory wind turbine)

Sažetak
U ovoj doktorskoj disertaciji istražuje se primjena H_infinity i LPV (engl. Linear Parameter Varying) metoda na projektiranje sustava upravljanja velikim vjetroagregatom (nazivne snage od 1 MW naviše) s ciljem: (i) povećanja efikasnosti pretvorbe energije, te (ii) smanjenja strukturnih opterećenja vjetroagregata. Cilj (i) pokušava se ostvariti unapređenjem upravljanja brzinom vrtnje vjetroagregata, čime se poboljšava kvaliteta proizvedene energije, te smanjuje rizik od gašenja vjetroagregata uslijed prekoračenja maksimalne dozvoljene brzine vrtnje. Cilj (ii) pokušava se ostvariti prigušenjem vibracija tornja, čime se produljuje radni vijek vjetroagregata. H_infinity i LPV teorije upravljanja detaljno su razrađene u disertaciji. Između ostalog, istraženo je i opisano sljedeće: uvod i osnovna ideja ovih metoda, pripadajuća matematička podloga, različiti algoritmi za proračun regulatora, te njihove karakteristike i implementacija u dostupnim programskim paketima. Razvijena je struktura za sintezu H_infinity i LPV regulatora, pri čemu je poseban naglasak stavljen na odabir težinskih funkcija - korak koji je ključan za sintezu, a u literaturi mu se redovito pridaje malo značaja. Predložena je struktura upravljanja iznad nazivne brzine vjetra, čija je prednost ta da se samodostatnim optimalnim regulatorom može pokriti cijelo radno područje iznad nazivne brzine vjetra, bez naknadnog dodavanja zasebnih upravljačkih petlji, čiju je interakciju s optimalnim regulatorom teško teoretski validirati. Predloženi postupci i metode validiraju se simulacijama na složenim matematičkim modelima vjetroagregata implementiranim u profesionalnim simulacijskim alatima, te eksperimentalno na stvarnom, laboratorijskom vjetroagregatu kojime se emuliraju veliki vjetroagregati. Utjecaj promatranih regulatora na strukturna opterećenja vjetroagregata evaluira se proračunom ekvivalentnih opterećenja (engl. Damage Equivalent Load - DEL).U ovoj doktorskoj disertaciji istražuje se primjena H_infinity i LPV (engl. Linear Parameter Varying) metoda na projektiranje sustava upravljanja velikim vjetroagregatom (nazivne snage od 1 MW naviše) s ciljem: (i) povećanja efikasnosti pretvorbe energije, te (ii) smanjenja strukturnih opterećenja vjetroagregata. Cilj (i) pokušava se ostvariti unapređenjem upravljanja brzinom vrtnje vjetroagregata, čime se poboljšava kvaliteta proizvedene energije, te smanjuje rizik od gašenja vjetroagregata uslijed prekoračenja maksimalne dozvoljene brzine vrtnje. Cilj (ii) pokušava se ostvariti prigušenjem vibracija tornja, čime se produljuje radni vijek vjetroagregata. H_infinity i LPV teorije upravljanja detaljno su razrađene u disertaciji. Između ostalog, istraženo je i opisano sljedeće: uvod i osnovna ideja ovih metoda, pripadajuća matematička podloga, različiti algoritmi za proračun regulatora, te njihove karakteristike i implementacija u dostupnim programskim paketima. Razvijena je struktura za sintezu H_infinity i LPV regulatora, pri čemu je poseban naglasak stavljen na odabir težinskih funkcija - korak koji je ključan za sintezu, a u literaturi mu se redovito pridaje malo značaja. Predložena je struktura upravljanja iznad nazivne brzine vjetra, čija je prednost ta da se samodostatnim optimalnim regulatorom može pokriti cijelo radno područje iznad nazivne brzine vjetra, bez naknadnog dodavanja zasebnih upravljačkih petlji, čiju je interakciju s optimalnim regulatorom teško teoretski validirati. Predloženi postupci i metode validiraju se simulacijama na složenim matematičkim modelima vjetroagregata implementiranim u profesionalnim simulacijskim alatima, te eksperimentalno na stvarnom, laboratorijskom vjetroagregatu kojime se emuliraju veliki vjetroagregati. Utjecaj promatranih regulatora na strukturna opterećenja vjetroagregata evaluira se proračunom ekvivalentnih opterećenja (engl. Damage Equivalent Load - DEL).

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Temeljne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA