[发明专利]一种基于智能水滴算法的风力发电机独立变桨距控制方法

权利要求书

1.一种基于智能水滴算法的风力发电机独立变桨距控制方法，其特征在于，该方法采用智能水滴算法对PID控制参数进行优化，并结合方位角权系数模块对优化后的PID控制器输出的桨距角信号进行分配，实现独立变桨控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能水滴算法的风力发电机独立变桨距控制方法，其特征在于，所述PID控制方程为：

式中，e(t)为风力发电机的功率偏差信号；K_P，K_I，K_D为PID控制参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能水滴算法的风力发电机独立变桨距控制方法，其特征在于，所述智能水滴算法对PID控制参数进行优化，具体包括以下步骤：

步骤S101、定义寻优空间个体向量为V(K_P，K_I，K_D)，按照取值区间构造可行解集，并初始化智能水滴算法；

步骤S102、将ITAE指标作为PID控制参数的优化目标函数J；

步骤S103、确定每个水滴的初始位置，模仿每个水滴在河道中的流淌行为，其中水滴在节点i选择节点j作为下一个位置的概率p(i，j)表达式为：

式中，soil(i，j)为节点i与节点j间河道内的泥土量；g(soil(i，j))表达式为min(soil(i，l))为节点i至下一节点l间河道内的泥土量，其中节点l为节点i与节点j之间的任一节点；a为避免分母为0的极小值；

步骤S104、水滴个体迭代更新后，计算当前迭代周期下的功率偏差，并更新最佳水滴个体所流经河道内的泥土量，表达式为：

式中，ρ为更新系数，取值范围为(0，1)；z为河道上的节点数量；soil^IWD为水滴携带的泥沙量；

步骤S105、重复迭代直至达到最大迭代次数，输出最佳水滴所对应的空间最优解V_best(K_P，K_I，K_D)。

4.根据权利要求3所述的一种基于智能水滴算法的风力发电机独立变桨距控制方法，其特征在于，所述步骤S101中初始化智能水滴算法具体为：初始化水滴规模、最优全局目标、河道间泥土量初始值以及最大迭代次数。

5.根据权利要求3所述的一种基于智能水滴算法的风力发电机独立变桨距控制方法，其特征在于，所述步骤S101中PID控制参数K_P、K_I和K_D的取值区间分别设定为[0，K_pm]、[0，K_im]和[0，K_dm]。

6.根据权利要求3所述的一种基于智能水滴算法的风力发电机独立变桨距控制方法，其特征在于，所述步骤S102中的优化目标函数J：

式中，t_i为设定的离散向量，e_i为功率偏差，Δt为设定的时间步长。

7.根据权利要求1所述的一种基于智能水滴算法的风力发电机独立变桨距控制方法，其特征在于，所述结合方位角权系数模块对优化后的PID控制器输出的桨距角信号进行分配，具体为：

步骤S201、采用整定后的PID控制参数对功率偏差进行控制，得到统一桨距角输出信号；

步骤S202、对输出的桨距角信号按照方位角权系数进行分配，得到每片叶片桨距角变化量，进而完成独立变桨调节。

8.根据权利要求7所述的一种基于智能水滴算法的风力发电机独立变桨距控制方法，其特征在于，所述方位角权系数表达式为：

式中，θ为叶片方位角，i为叶片编号。

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～8任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的方法。