基于自适应观测器的双馈风力发电机控制

为了解决风力发电机系统中位置传感器故障率高的问题,提出了一种基于自适应观测器的速度辨识方案。应用Lyapunov稳定性理论,经过严格推导得出了速度辨识自适应律;利用极点配置得到观测器的增益。以速度估计自适应机构和矢量控制方案设计了无速度传感器双馈风力发电机矢量控制系统。仿真结果表明,自适应观测器无速度传感器控制能够准确获取双馈电机转速与角度信息,响应速度快,具有很好的稳态与动态性能,良好的鲁棒性,并基于此实现了最大功率跟踪控制。     

双馈风力发电机的无速度传感器控制

变速恒频风电系统中,速度传感器的使用降低了双馈发电系统的可靠性。提出一种基于自适应降阶观测器的速度辨识方案。采用李亚普诺夫稳定性理论,经过严格推导得出了速度辨识自适应律,对双馈电机转速进行在线辨识;利用极点配置得到观测器的增益。以自适应降阶观测器和矢量控制方案设计了无速度传感器双馈风力发电机矢量控制系统。仿真结果表明自适应降阶观测器具有良好的动、静态性能;能够准确获取双馈电机转速与角度信息,响应速度快。     

基于无源性理论的双馈风力发电机双PWM变换器协调控制

交流励磁双馈风力发电系统在实现最大风能跟踪过程中,转子侧功率变化频繁,使得双PWM变换器中的直流母线电压波动剧烈。基于无源性理论提出了一种双PWM变换器的协调控制方案,对双PWM变换器的转子侧和电网侧分别进行直接功率控制,使其具有相同的动态响应特性;在电容电压反馈控制的基础上引入功率前馈控制,使电容两侧功率流动动态平衡,以减少电容电压的波动。建立了双PWM变换器励磁的双馈风力发电系统的仿真模型,仿真结果表明该协调控制策略极大地改善了直流母线电压的动态特性,实现了最大风能跟踪,并且降低了变换器中电容容量要求,提高了风电系统的电能质量。     

基于无源性理论的双馈风力发电机双PWM变换器协调控制

交流励磁双馈风力发电系统在实现最大风能跟踪过程中,转子侧功率变化频繁,使得双PWM变换器中的直流母线电压波动剧烈.基于无源性理论提出了一种双PWM变换器的协调控制方案,对双PWM变换器的转子侧和电网侧分别进行直接功率控制,使其具有相同的动态响应特性;在电容电压反馈控制的基础上引入功率前馈控制,使电容两侧功率流动动态平衡,以减少电容电压的波动.建立了双PWM变换器励磁的双馈风力发电系统的仿真模型,仿真结果表明该协调控制策略极大地改善了直流母线电压的动态特性,实现了最大风能跟踪,并且降低了变换器中电容容量要求,提高了风电系统的电能质量.     

基于无源性的双馈感应风力发电系统自适应滑模控制方法

根据交流励磁变速恒频(VSCF)风力发电系统的运行原理,从能量平衡关系出发,利用非线性控制理论,提出了双馈感应风力发电机无源性滑模控制方法。基于双馈感应电机Euler-Lagrange系统模型,设计本质上是非线性反馈的无源性滑模控制策略,实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪控制。针对实际运行时风力发电系统参数具有不确定性的问题,将无源性滑模控制方法与自适应策略相结合,不仅可实现电机参数摄动时期望电流轨迹的准确跟踪,并可有效抑制由定、转子电阻变化引起的跟踪误差。该方法从能量角度分析风力发电控制系统,确定不必抵消的"无功力",设计全局定义的控制律,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好的特点。基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性。     

一种新型双馈风力发电机无速度传感器的控制方式

风力发电系统中的转速传感器常常会带来一些不利的影响。文中介绍了一种双馈风力发电机的无速度传感器的控制方法,利用风电机组转动惯量大,速度变化慢的特点,通过测量转子的感应电动势,控制转子侧变流器给转子注入相应频率与相位的电流,从而控制电机的转矩与无功。文中推导了电机的控制方程式,给出了控制框图。通过仿真与实验,验证了该方法可以用于双馈风力发电机的控制。     

基于无源性的双馈感应发电系统自适应控制方法研究

根据交流励磁变速恒频(VSCF)发电系统的运行原理，从能量平衡关系出发，利用非线性控制理论，提出了新型的双馈感应发电机自适应控制方法。基于双馈感应电机Euler-Lagrange系统模型，设计本质上是非线性反馈的无源性控制(PBC)策略，实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪控制。针对实际运行时发电机参数具有不确定性的问题，将PBC方法与自适应控制相结合，不仅可实现电机参数摄动时期望电流轨迹的准确跟踪，并可有效抑制由电阻、电感变化引起的跟踪误差。该方法从能量角度分析双馈感应发电系统，确定不必抵消的“无功力”，设计全局定义的控制律，具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好的特点。基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性。     

基于降阶谐振调节器的双馈风力发电机正负序分离控制方法

针对因电压不平衡而引起的各分布式电源相角畸变、并网电流不对称等问题,提出了一种基于降阶谐振调节器的电压正负序分离及相角检测方法.介绍了现有正负序分离方法,就其运算复杂的缺点提出改进,并对改进的分离方法及其参数设计分析.与传统方法相比,改进的正负序分离方法能快速分离不平衡电网电压,得到实时相位角,保证了控制系统的实时性.最后在Matlab/Simulink软件平台进行仿真,并通过实验验证控制策略的可行性.     

基于伪降阶自适应观测器速度辨识研究

提出一种新型的基于伪降阶观测器的速度辨识方法.该方法简化了自适应观测器的结构,减少了计算时间;同时,通过求解矩阵不等式得到反馈增益矩阵,克服了基于传统极点配置方法的观测器的不稳定问题,提高了观测器的低速性能.仿真结果表明,该方法提高了观测器低速性能,拓宽了调速范围,且具有结构简单、响应速度快的特点.     

无源高阶终端滑模控制双馈风力发电系统

为了简化双馈风力发电系统模型并且使得系统具有抗干扰的特性,依据无源性理论和滑模控制理论从能量和鲁棒性的角度研究了变速恒频双馈风力发电系统.首先建立了基于Euler La-grange (EL)方程的双馈风电系统数学模型,使得双馈风电系统分解为电气和机械两个无源子系统的反馈互联.在设计控制器时只需考虑电气子系统,而机械子系统是一个能量耗散系统,通过选择适合的参数可以保证稳定,因此简化了控制算法.针对速度环响应速度慢,鲁棒性差的问题设计了高阶非奇异滑模速度控制器.仿真结果表明了所提控制算法简单有效,能够保证风力发电系统输出恒定频率的同时,电机转速也能快速的跟踪参考转速,提高了整个系统的动静态性能.     

改善电力系统阻尼特性的双馈风电机组控制策略

为了增强含有大型风电场的电力系统的机电阻尼,提出了一种新型双馈风电机组的附加阻尼控制策略的设计方法。首先,提出了风电场动态频率特性的概念,推导了动态频率特性的计算公式;然后,基于动态频率特性的概念,证明了风电场对其接入的电力系统产生纯阻尼作用的相位条件和幅值条件,基于这一条件,在传统双闭环控制结构的基础上设计了附加阻尼...     

双馈型风力发电机功率期望值的H_∞跟踪控制

应用H∞控制理论为双馈型风力发电机系统设计了功率跟踪控制器,以保证风力发电机有功、无功功率能跟踪给定的期望值曲线。期望值曲线是根据风速大小、转子所允许的最大转速和额定功率划分为3个不同的运行区域给出的,以保证在3个运行区域风力发电机都能最大程度地获取风能,同时又可安全可靠运行。H∞控制理论可以解决干扰抑制、鲁棒稳定、信号跟踪等问题。仿真表明,所设计的控制器能驱使闭环风力发电机系统在整个运行过程中很好地跟踪所给定的功率期望值曲线,从而实现了最大风能利用且安全运行的目的。     

双馈风力发电机建模与仿真分析

以双馈风力发电机为研究对象,应用madab／simulink工具建立了包括风力机、传动部分、双馈感应发电机、定子磁链定向的矢量控制策略及并网部分整体模型,仿真结果表明所用控制策略得当,可以实现双馈风力发电机的功率解耦控制,双馈风力发电机组具有良好的运行特性,同时验证了所建模型的正确性和有效性。     

A Novel Grid Synchronization Control of Doubly-fed Induction Generator

The dynamic performance of doubly-fed induction generator(DFIG) before and after connection is analyzed based on corresponding mathematical models and transfer functions in decoupled vector control.The parameter tuning methods of rotor current regulator before and after connection are given.To reach same dynamic performance the parameters should take different values and be switched before and after connection.However on one hand the closing moment of stator contactor is difficult to get as the feedback signal is usually twenty millisecond delay or so.The delay in parameter switching will affect rotor current and torque dynamics during the delayed period after connection. On the other hand parameter switching is troublesome.Hence a synchronization control strategy without parameter switching is proposed and analyzed in detail,which has linear rising exciting current to avoid current overshooting. The dynamic performance of the proposed strategy is analyzed in frequency domain and implemented on a DFIG experimental platform subsequently.The proposed synchronization strategy is validated by experimental results.     

无刷双馈风力发电机变速恒频控制研究

根据无刷双馈风力发电机(BDFG)的结构与运行原理,分析了其在转子速d,q坐标系下的数学模型.采用恒压频比控制策略,在Matlab/Simulink下完成BDFG变速恒频(VSCF)发电的开环仿真研究,并基于双三电平变流器结构,以DSP TMS320F2812为主控制器建立实验平台,完成BDFG带独立电阻负载的VSCF...     

双馈风力发电机转子电流环控制研究

避免双馈风力发电机转子侧过电流的出现是确保转子侧变流器的安全运行的重要措施。通过对双馈电机的空载数学模型以及空载时定向坐标系与定子、转子坐标系间的位置关系分析,提出了基于虚拟电网磁链观测基础上的电流前反馈解耦控制的转子电流闭环控制策略。相关仿真研究验证了所提出的控制策略的正确性和有效性。     

双馈发电机自适应定子磁链观测及参数辨识

为了使双馈发电机的有功、无功功率得到充分解耦,在分析双馈发电机的数学模型和矢量控制的基础上,提出一种基于模型参考方法的自适应定子磁链估计算法,应用Lyapunov原理证明了定子磁链估计的收敛性.仿真结果表明,该方法对发电机参数的变化的确能做到跟踪辨识,提高了控制系统的准确性和鲁棒性.     

基于约束因子限幅控制的双馈感应发电机有功功率平滑控制

在分析双馈感应发电机（doubly-fed induction generator,DFIG）运行特性和传统最大风能追踪控制（maximum power point tracking,MPPT）策略的基础上,给出一种基于约束因子限幅控制的DFIG有功功率平滑控制策略,提出功率输出限幅值可调的控制思想,结合发电机转速控制和风力机变桨距控制来实现输出功率保持在任意给定值。给出了约束因子的表达式和取值规则。在Matlab／Simulink仿真平台上采用所提平滑控制策略,对一个9MW风电场的有功功率输出特性进行研究,计算了2种控制策略下输出功率的平滑性能指标和方差值。实验结果表明,与传统最大风能追踪控制策略相比,所提出的平滑控制策略能显著减小发电机输出功率的波动,优化了系统的电能质量。