雙饋風力發(fā)電機模型預(yù)測控制方法.pdf

1、模型預(yù)測控制具有動態(tài)響應(yīng)速度快、參數(shù)魯棒性強等優(yōu)點，因此可以直接應(yīng)用到非線性、多輸入多輸出系統(tǒng)中，并且可以完成對系統(tǒng)狀態(tài)變量、輸出變量的約束，在評價函數(shù)的作用下得到符合要求的控制性能。而目前普遍采用的比例積分控制存在電流響應(yīng)速度慢、定轉(zhuǎn)子電流諧波含量高等問題，需要采用新的控制方法去解決。因此，本文針對雙饋風力發(fā)電機模型預(yù)測控制方法展開研究工作，主要內(nèi)容包括：雙饋電機模型預(yù)測控制理論研究、雙饋電機模型預(yù)測控制系統(tǒng)雙環(huán)級聯(lián)控制方法、極大似然

2、雙饋電機參數(shù)辨識方法。
　　雙饋電機模型預(yù)測控制方法是本文的主要研究內(nèi)容。首先建立了差分形式的雙饋風力發(fā)電機離散增廣模型，對雙饋電機模型進行離散化，完成能控性分析。為了降低離散模型對各類擾動噪聲敏感度，簡化模型預(yù)測控制策略的理論推導過程，把離散模型改造成內(nèi)嵌積分作用的增廣系統(tǒng)模型?；陔p饋電機增廣系統(tǒng)模型和模型預(yù)測經(jīng)典控制理論，建立了雙饋風力發(fā)電機模型預(yù)測控制系統(tǒng)。利用系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系完成了閉環(huán)系統(tǒng)模型推導，分析了模型預(yù)測控制系統(tǒng)

3、權(quán)重系數(shù)的影響及取值范圍，通過模型仿真驗證系統(tǒng)快速的電流響應(yīng)特性和穩(wěn)定性。
　　為降低控制系統(tǒng)復(fù)雜性和電流預(yù)測誤差，提出了雙饋電機模型預(yù)測控制系統(tǒng)雙環(huán)級聯(lián)降階處理方法及提高電流預(yù)測精度的改進方法。首先將預(yù)測步長選取為可以抵消掉延時問題的最小步長，并對六階模型預(yù)測系統(tǒng)進行降階處理，分解為電壓\功率外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)級聯(lián)結(jié)構(gòu)，降低直接處理高階矩陣運算的復(fù)雜度。將開環(huán)電流預(yù)測模型改造為閉環(huán)電流預(yù)測模型，使電流預(yù)測對模型的依賴程度明顯降低

4、。完成了雙饋風力發(fā)電機并網(wǎng)及功率調(diào)節(jié)兩個階段的控制系統(tǒng)設(shè)計。
　　針對電機長期運行產(chǎn)生的參數(shù)偏移問題，研究了基于極大似然估計的雙饋電機參數(shù)辨識方法。在每個采樣點建立以當前估計參數(shù)、輸入、輸出為變量的聯(lián)合概率函數(shù)，對外界擾動方差求偏導數(shù)獲得似然函數(shù)，實際參數(shù)值應(yīng)滿足似然函數(shù)最大這一條件，參數(shù)辨識結(jié)果將收斂到被控對象參數(shù)的真實數(shù)值，采用極大似然參數(shù)估計算法的迭代形式，便于編程調(diào)試。本文采用雙饋電機定轉(zhuǎn)子電壓方程，分別對定子參數(shù)和轉(zhuǎn)子參