Optimalno upravljanje vjetroagregatom podržano mjerenjima LIDAR senzora

master's thesis

• Title (english): Optimal Wind Turbine Control Supported with LIDAR Sensor Measurements
• Author: Matko Kušenić
• Mentor: Mato Baotić (mentor)
• Committee member: Mato Baotić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Nedjeljko Perić (član povjerenstva)
• Committee member: Vinko Lešić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2017-07-18, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

U svijetu postoji sve veća potreba za električnom energijom, a sve se više električne energije dobiva iskorištavanjem energije vjetra pomoću vjetroagregata. Dimenzije vjetroagregata su sve veće kako bi se povećala iskoristivost i smanjili troškovi proizvodnje električne energije. S porastom dimenzija vjetroagregata rastu i opterećenja koja konstrukcija vjetroagregata mora trpiti kao posljedicu nejednolike distribucije vjetra na rotoru vjetroagregata. LIDAR sustavi mogu mjeriti karakteristike vjetra na određenoj udaljenosti ispred vjetroagregata i tako pružiti informaciju o vjetru prije nego dođe do njegovog utjecaja na vjetroagregat. U ovom je radu korišten modelski prediktivni regulator (MPC) kako bi se ostvarilo optimalno upravljanje vjetroagregatom, tj. maksimiziralo iskorištenje energije vjetra uz smanjenje strukturnih opterećenja vjetroagregata. U optimizacijski problem je uključena predikcija vjetra pomoću LIDAR senzora. Za simulaciju cijelog sustava koristi se Matlab u sprezi s programskim paketom FAST.

Abstract (english)

The increasing energy production by wind turbines is induced by the ever increasing growth in demand for electric energy. To meet those demands the efficiency of the energy production should be improved and the costs should be reduced. As a consequence, the wind turbine sizes are constantly increasing. Unfortunately, the aerodynamic loadings caused by a non-uniform wind distribution on the wind turbine rotor are consequently becoming an increasing concern. Since LIDAR systems can obtain a preview of wind measurements they can provide information about wind characteristics before the wind turbine is affected by it. In this thesis a Model Predictive Controller (MPC) is developed for optimal wind turbine control in order to maximize electrical energy production and reduce fatigue structural loads. The optimization problem utilizes preview LIDAR measurements. The designed controller is tested in Matlab coupled with FAST simulation software.

• Keywords: vjetroagregat; strukturna opterećenja; LIDAR; predikcija brzine vjetra; modelsko prediktivno upravljanje; MPC; FAST
• Keywords (english): wind turbine; structural loads; LIDAR; wind speed estimation; model predictive control; MPC; FAST
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:736281
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Information Technology; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2019-03-13 22:09:51