In questa tesi è studiata l’applicazione di un controller proporzionale-derivativo ad un sistema di controllo dell’angolo d’imbardata delle turbine di un piccolo parco eolico. L’obiettivo è utilizzare le equazioni aggiunte per determinare i parametri ottimali del controller, tenendo in conto l’esigenza di massimizzare l’efficienza delle turbine riducendo al minimo la potenza elettrica richiesta dal sistema di controllo. A tal fine viene ricavato un modello matematico che descrive il comportamento dinamico delle turbine e la loro mutua interazione in funzione della velocità e della direzione del vento. Questo modello è utilizzato all’interno del direct-adjoint-loop, un algoritmo di ottimizzazione iterativo che sfrutta le equazioni aggiunte per determinare il gradiente della funzione di costo da minimizzare. Il metodo proposto è validato mediante una serie di test e simulazioni dinamiche, da cui vengono valutate le prestazioni del controller.

MODELLI DI CONTROLLO MEDIANTE EQUAZIONI AGGIUNTE PER CLUSTER DI TURBINE EOLICHE

IORIO, FEDERICO
2020/2021

Abstract

In questa tesi è studiata l’applicazione di un controller proporzionale-derivativo ad un sistema di controllo dell’angolo d’imbardata delle turbine di un piccolo parco eolico. L’obiettivo è utilizzare le equazioni aggiunte per determinare i parametri ottimali del controller, tenendo in conto l’esigenza di massimizzare l’efficienza delle turbine riducendo al minimo la potenza elettrica richiesta dal sistema di controllo. A tal fine viene ricavato un modello matematico che descrive il comportamento dinamico delle turbine e la loro mutua interazione in funzione della velocità e della direzione del vento. Questo modello è utilizzato all’interno del direct-adjoint-loop, un algoritmo di ottimizzazione iterativo che sfrutta le equazioni aggiunte per determinare il gradiente della funzione di costo da minimizzare. Il metodo proposto è validato mediante una serie di test e simulazioni dinamiche, da cui vengono valutate le prestazioni del controller.
2020
USING ADJOINT EQUATIONS TO CONTROL A SMALL WIND FARM
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