集群风电系统混沌动力学行为分析与控制研究

In this project, the chaotic dynamics of cluster wind power system and its control and active induction theory scheme are studied in the background of chaotic oscillation of cluster wind power system. Firstly, this project studies the condition, path and evolution of chaos by establishing the high-order nonlinear mathematical model of cluster wind power system, and determines the parameter stability domain. Secondly, new methods for parameters identification of chaotic cluster wind power system are studied. Thirdly, based on model decomposition and integration, the theories of chaos finite time stabilization are studied. Lastly, the active induction theories of chaos behavior in cluster wind power system are studied. This project is a cross of wind power system stability analysis, nonlinear control theory and chaos theory. The research content is frontier, cross and exploratory. The research method adopts the combination of theoretical analysis, simulation verification and practice verification, which has important theoretical and practical value for improving the safety and reliability of wind power system.

本项目以集群风电系统混沌振荡现象为背景，研究集群风电系统混沌动力学行为及其控制和主动诱导方案。通过建立集群风电系统高阶非线性数学模型，研究其通向混沌的条件、途径及演化结果，并确定参数稳定域；研究集群风电系统混沌模型多参数辨识新方法；研究基于模型分解-集成思想的混沌有限时间镇定理论；研究混沌行为在风电系统中的主动诱导理论。本项目是风电系统稳定分析、非线性控制理论和混沌理论的交叉，研究内容具有前沿性、交叉性和探索性。研究方法采用理论分析、仿真验证和实践验证相结合，对提高风电系统安全性和可靠性具有重要的理论意义和实际应用价值。

本项目以集群并网风电高阶非线性系统为研究对象，首先通过等效风电场的各个部件的模型，加权聚合构成集群风电高阶非线性系统模型；其次采用新型的动力学分析技术分析风电系统的混沌行为产生条件、演化机理和参数调控机制，并确定了系统的混沌参数域；针对混沌集群风电系统的不确定性和随机特性，采用未知参数观测器和改进的多种状态转移算法实现了对风电系统参数的准确辨识，从而为风电系统的稳定控制提供了坚实的基础；为了消除风电系统的混沌，设计多种有效的控制器实现了分解模型的稳定性控制，最后以达到整个集群风电系统的稳定运行目标；最后，通过利用风速和风电功率的混沌特性，从精度和稳定性两个角度完成系统的单一目标和多目标预测，提高了实际系统风电系统运行的可预测性。本课题提出了4种参数辨识算法、4种混沌控制方法和5种主动诱导的混沌预测技术，发表论文41篇，其中SCI收录16篇，EI收录9篇，授权发明专利1项，申请专利3项，获新疆维吾尔自治区自然科学优秀论文奖2项，以上成果对提高风电系统安全性和可靠性具有重要的理论意义和实际应用价值。依托本项目，培养青年教师3名，博士5名，硕士7名，为该研究领域建立了人员分布合理的研究团队，为研究的深入提供了保障。