河北工業大學李文華獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉河北工業大學申請的專利一種風力發電系統PID參數整定方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115296334B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210920634.3,技術領域涉及:H02J3/38;該發明授權一種風力發電系統PID參數整定方法是由李文華;王佳聰設計研發完成,并于2022-08-02向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種風力發電系統PID參數整定方法在說明書摘要公布了:本發明涉及風力發電技術領域,尤其涉及一種風力發電系統PID參數整定方法,通過采集隨機風速模型的風速數據和發電機實際轉速數據,計算發電機最佳轉速與發電機實際轉速的誤差,并將計算得到的誤差作為分數階PID控制器的輸入信號,利用差分進化算法對分數階PID控制器的參數進行尋優。本發明采用差分進化算法,收斂速度快、搜索精度高,提高了參數整定速度和準確度,具有更好的魯棒性,且該方法的整定過程中對電機參數依賴小,通用性強,可廣泛用于工程實踐。
本發明授權一種風力發電系統PID參數整定方法在權利要求書中公布了:1.一種風力發電系統PID參數整定方法,其特征在于,包括如下步驟: 步驟S10,搭建隨機風速模型及包含有分數階PID控制器的永磁同步發電仿真模型; 步驟S20,實時采集隨機風速模型的風速數據,根據t時刻風速vt、計算得到t時刻發電機最佳轉速ωoptt; 步驟S30,實時采集發電機實際轉速數據,計算發電機最佳轉速ωoptt與t時刻采集的發電機實際轉速ωt的誤差et, et=ωoptt-ωt; 步驟S40,將誤差et作為分數階PID控制器的輸入信號,利用差分進化算法對分數階PID控制器的參數進行尋優,所述分數階PID控制器的控制方程為: ut=Kpet+KiD-∝et+KdDμet 其中,ut為分數階PID控制器的輸出信號,用于控制發電機轉速;∝,μ為分數階控制的階次,∝,μ∈[0,1.5];Kp為比例調節系數;Ki為積分調節系數;Kd為微分調節系數;算子D-∝表示分數階Grünwald-Letnikov型積分算子;Dμ表示分數階Grünwald-Letnikov型微分算子, 步驟S40中對分數階PID控制器尋優的參數包括∝,μ,Kp,Ki,Kd 所述步驟S40具體包括:步驟S41,生成初始種群,設定待優化參數維度M,設定種群大小NP,種群中的每個個體表示為M維向量 其中,i=0,1,…,NP-1; g表示當前種群迭代數,令g=0,隨機生成初始種群; 步驟S42,設定最大種群迭代數gmax,設定比較常數θ,確定優化目標函數,優化目標函數如下, 其中,f為適應度值, 若第g代種群個體對應的適應度值小于θ,或者g=gmax,則輸出結束; 否則,執行步驟S43; 步驟S43,進行變異操作,設定變異算子F,生成變異向量 其中,i=0,1,…,NP-1;g表示當前種群迭代數;表示第g代種群的第i個變異個體;r0,r1,r2∈{0,1,…,NP-1},且r0,r1,r2互不相同; 步驟S44,進行重組操作,得到新的臨時種群,設定交叉因子CR,生成試驗向量 其中,i=0,1,…,NP-1;g表示當前種群迭代數;表示第g代種群的第i個試驗個體; 步驟S45,進行選擇操作,通過優化目標函數計算原種群個體和臨時種群個體的適應度值,保留適應度值優的個體,得到的個體進入下一代種群,選擇過程如下, 其中,i=0,1,…,NP-1;g表示當前種群迭代數;表示第g+1代種群的第i個選擇個體;表示個體的適應度值;表示個體的適應度值; 步驟S46,令g自加一,轉到步驟S42。
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