基于MRAS的多相永磁直驱型风力发电系统无速度 传感器控制策略研究

对采用多相永磁同步发电机的大功率直驱型变速恒频风力发电系统进行了研究。系统采用六相永磁同步发电机和多重化的AC-DC-AC变换器,以减少每个电机绕组中的电流和每个电力电子变换器中的电流。研究了一种基于模型参考自适应(Model Reference Adaptive System,MRAS)的六相永磁同步发电机无速度传感器控制策略。该策略将永磁同步发电机本身作为参考模型,将发电机的电流模型作为可调模型,设计了自适应律同时辨识永磁同步发电机的转速和转子位置。还研究了基于变步长爬山法的最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制策略,该策略具有动态功率跟踪速度快和稳态时速度平稳的优点。实验结果表明,上述控制策略在负载突变和转速突变时均能准确地检测到发电机的转速和转子位置;在风速变化时能准确地跟踪最大功率。     

模型参考自适应无速度传感器技术在永磁直驱风力发电系统中应用

针对直驱风力发电系统(DDWPS)中测速码盘容易受到干扰的问题提出了一种模型参考自适应系统(MRAS)无速度传感器永磁同步发电机(PMSG)控制方案.选择PMSG本身作为参考模型,电机的电流模型为可调模型,可调模型中的电流和转速量为待估计参数,根据利用Popov超稳定理论得到的自适应律实时地调节可调模型中的电流值,使其与电机定子的实际电流矢量误差收敛于零,同时使可调模型中的转速逼近实际值.利用估计到的转速进行永磁直驱风力发电机的电流闭环矢量控制,电网侧采用PWM整流器的有源逆变工作方式实现直驱系统背靠背变流器的并网发电.给出了DDWPS背靠背变流器的详细控制框图.通过仿真和实验验证了基于MRAS的转速估计方法及DDWPS背靠背变流器控制方案的正确性和可行性.     

基于无速度传感器直驱风力发电运行控制研究

从永磁同步电机(PMSG)数学模型出发,采用双向PWM变换器结构,完成了新型无速度传感器直驱永磁同步风力发电机组的控制系统.根据PMSG的特性,机侧采用转子磁链定向的矢量变换控制技术,其网侧变换器采用电压电流双闭环控制策略.实验结果表明该控制策略能实现对PMSG的有功和无功电流的独立控制,充分验证了所提方案的可行性.     

基于MRAS的永磁同步电机无速度传感器

研究了一种基于矢量控制的模型参考自适应永磁同步电机无速度传感器方案.该方案仅利用q轴的估算电流与实际电流之差作为误差信号,将误差信号送入PI调节器进行调节后得到估计转速.本文对该方案进行了仿真和实验比较,结果表明本文提出的方案在高低速均能准确检测到转子的位置和速度,具有良好的动静态运行性能.     

直驱六相风力发电系统无速度传感器研究

采用六相永磁同步发电机(PMSG)结合双变频器并联方案以提高直驱式风电系统(WECS)的机组容量和可靠性.为消除系统因测速码盘带来的故障,采用无速度传感器矢量控制方案.给出基于模型参考自适应系统的永磁电机转速和转子位置估计方法,提出一种将最优叶尖速法与爬山法相结合的风力发电最佳风能捕获方法.采用六相电机矢量控制策略,对风速突变时六相电机的最佳风能追踪过程进行仿真并在此基础上,设计了一套风电变流器控制系统,实验结果表明,该变流器控制系统具有良好的动、静态控制特性,为整个风电控制系统提供了基础.     

基于MRAS的永磁同步电机无速度传感器控制

传统的永磁同步电机矢量控制需要实时获取转子的位置信息,常用的转子位置传感器存在增加系统体积、成本高、易受干扰等问题,且难以在恶劣的外部环境下正常运行.文中基于永磁同步电机的数学模型和转子磁场定向的矢量控制方法,对目前的无速度传感器技术进行了深入研究,提出了一种在同步旋转坐标系下的模型参考自适应系统(MRAS)来估计转子...     

基于MRAS的永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

针对机械式传感器的使用会增加调速系统成本、故障率等问题,基于模型参考自适应系统(MRAS)设计了永磁同步电机(PMSM)无位置传感器矢量控制系统。推导了MRAS算法获取PMSM矢量调速系统转速与位置过程,给出了系统的自适应律选择,并证明了该系统满足Popov超稳定性条件,保证了系统渐进稳定。最后通过MATLAB/Simulink仿真软件搭建了仿真模型,仿真结果表明所设计的无位置传感器调速系统在负载突变以及转速动态变化等工况下具有良好的控制性能。     

结合MRAC和PLL的半直驱型风力发电系统的无速度传感器控制

为简化系统结构、提高系统可靠性,研究了半直驱型风力发电系统(MT WTGS)的无速度传感器控制策略。建立了包括风力机、机械传动链、永磁同步发电机在内的MT WTGS机侧部分数学模型。针对速度传感器故障率高、易受干扰等问题,提出了结合模型参考自适应控制(MRAC)和锁相环(PLL)的无速度传感器控制策略;该控制策略利用模型参考自适应系统来估计发电机的转速和转子位置,利用锁相环来估计发电机转子的初始位置。仿真和实验结果表明,该控制策略能够快速准确地估计永磁同步发电机的转速和转子位置,实现了永磁同步发电机的无速度传感器矢量控制,具有与采用常规速度测量手段的控制技术相媲美的控制效果。     

永磁直驱风力发电机无速度传感器驱动控制

基于永磁同步发电机(PMSG)的直驱型风力发电机通常采用无速度传感器技术进行驱动控制.考虑到风力发电机中PMSG的运行特点,基于基波励磁法的转子磁链位置观测方案较适合这一应用场合.基于此,提出一种新颖的基波励磁法观测方案,该观测方案由扩展磁链观测器和用于对观测到的扩展磁链进行同步进而获得转子磁链位置信息的锁相环共同组成.该扩展磁链观测器具有最小阶,且无需对内嵌式PMSG的凸极特性进行忽略近似.在对该扩展磁链观测器的结构机理及其稳定性进行推导和讨论的基础上,对位置观测器的设计过程进行了探讨.11 kW PMSG的实验验证了该无速度传感器控制方案的性能.     

基于MRAS的永磁同步电机无传感器矢量控制研究

提出了一种基于模型参考自适应理论(MRAS)的速度与位置估算方法。以PMSM本身作为参考模型,以含有转速变量的定子电流方程作为可调模型,以Popov超稳定性理论为基础设计自适应律,当可调模型等效于参考模型时,输出的估计转速收敛于真实值,实现了无速度传感器的电机控制。利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型,仿真结果表明基于MRAS的无传感器控制对转速和转子位置角有很好的辨识效果。     

无速度传感器直接转矩控制系统的MATLAB仿真

采用定子磁链u-n模型计算定子磁链,并在此基础上将模型参考自适应应用于直接转矩控制系统中,实现了系统的无速度传感器运行。针对3kW异步电动机,采用MATLAB/SIMULINK软件进行了仿真。仿真结果表明,该系统对电机定子磁链的观测精度高,速度运算较准确,在全速范围内能保持较高的性能。     

直驱型永磁同步风力发电机无传感器控制

在分析直驱型永磁同步风力发电机数学模型的基础上,确定了一种基于滑模观测器和扩展卡尔曼滤波的转子位置和转速估计方法,并给出了系统控制策略.针对内埋式永磁同步电机直轴和交轴电感差别较大的特点,采用两相静止坐标系下的基于扩展反电动势的永磁同步电机滑模观测模型,并将耦合项作为扰动量进行解耦计算.采用卡尔曼滤波器以便滤除估计的扩展反电动势测量噪声分量,并增强其对于系统扰动和参数变化的鲁棒性.采用三相锁相环进行转子位置角和转速的提取.仿真和实验结果表明:该方法可以快速准确地得到转子位置和转速信息并应用于系统控制.     

基于功率预测的变速变桨距风电系统的优化控制

为了增强风电场主动融入大电网的能力,基于风速和功率的超短期提前一步预测,以最大风能捕获和输出功率平滑为优化目标,以发电机转速和桨矩角为控制变量,为了有效地减少桨矩角系统和机械系统的压力,制定了最小化控制标准,建立了相应的多目标优化模型。运用遗传算法求解出模型的优化解,将该优化解作用于风力发电机组来优化系统的性能。通过对1.5 MW的变速恒频风力发电系统进行仿真研究表明,与传统的最大功率追踪控制相比较,所提出的控制策略提高了发电机输出功率,同时抑制了输出功率的低频波动。     

双馈风力发电系统的比例谐振直接电压控制

提出双馈异步发电机的比例谐振直接电压控制策略,实现双馈风力发电系统的电网同步控制。通过分析双馈异步发电机的数学模型,建立了转子旋转坐标系中转子电压对定子电压的直接控制关系。在转子旋转坐标系中采用比例谐振控制器控制定子电压,以实现对交流电网电压的无静差跟踪。与传统双馈异步发电机的电网同步控制策略相比,提出的控制策略减少了坐标旋转变换的次数,消除了转子电流的测量和控制环节,避免采用受发电机参数影响的前馈补偿控制,从而简化了控制算法,提高了控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,提出的控制策略可有效地实现双馈异步发电机的电网同步控制。     

双馈风力发电中的恒电压无功控制策略研究

在常规双馈风电变流器矢量控制基础上,通过增加恒电压无功控制算法,提出一种双馈风电变流器恒电压无功控制策略,即采用PI调节器对电网正序电压进行闭环调节,调节器输出作为变流器无功功率指令输入,无功功率控制不再响应风机主控制器的指令.以1.5 MW双馈风电机组为例进行了仿真模型和实际测试验证,结果表明,该策略在一定程度上能够达到稳定系统电压的目的。     

风电场功率控制策略的研究*

风速的不稳定性和间歇性使得风电机组的输出功率具有随机性和波动性。随着风电场容量的急剧增加,导致电力系统的稳定性和电能质量受到严重影响。文中搭建了双馈风力发电机组的数学模型和控制模型,采用了磁链定向矢量控制技术和电压定向矢量控制技术,针对风电机组的功率调控能力进行了深入研究与分析,提出了双馈风力发电机组的有功和无功控制策略。仿真结果表明该控制策略是合理的、可行的。     

风电自动发电控制策略可行性分析

为应对大规模风电并网运行带来的诸多不利因素,在传统水、火电机组有功控制技术的基础上,综合风电运行特点,研究分析了计划曲线跟踪、限时段控制等多种风电有功控制策略,并且成功实现了宁夏首次风电联网有功闭环控制。研究结果表明：风电有功控制策略有较强的可行性,能够为电网接纳大规模风电运行提供关键技术支撑。     

基于PLC的风力发电控制系统研究

经济的发展加大了能源的需求量,而如今风力发电被越来越多的人所开发和利用。本文研究了一种风力发电控制系统,采用可编程控制器PLC作为主控制器,具有控制方式灵活,编程简单,稳定性能良好等特点。在介绍该控制系统工作原理的基础上,分析了其硬件组成,并且设计了控制器的软件系统。实验表明,该系统控制器运行安全,稳定性能良好。