永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)功率優(yōu)化滑?？刂品椒ㄑ芯?pdf

1、隨著全球環(huán)境污染和能源危機(jī)日益嚴(yán)峻，風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔、無污染的可再生能源在解決這些問題上有著不可替代的作用，其中，永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)(D-PMSG)因其體積小、成本低、發(fā)電效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等優(yōu)點，成為了風(fēng)電領(lǐng)域的研究重點。本文針對D-PMSG風(fēng)電系統(tǒng)機(jī)側(cè)部分，深入研究了全風(fēng)速下的功率優(yōu)化控制策略及其中的無傳感器控制策略。
　　本文首先建立了D-PMSG風(fēng)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了風(fēng)力機(jī)最大風(fēng)能追蹤(MPPT)機(jī)理的

2、分析，確定了低風(fēng)速下采取基于定槳距的最佳葉尖速比控制方案，設(shè)計了雙閉環(huán)全階無抖振滑模控制器。根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速應(yīng)用最佳葉尖速比法得到參考轉(zhuǎn)速，再通過全階無抖振滑?？刂破鲗崿F(xiàn)對電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流控制，使發(fā)電機(jī)實際轉(zhuǎn)速跟蹤參考轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)額定風(fēng)速以下的MPPT控制。
　　其次，為了在高風(fēng)速下抑制轉(zhuǎn)速和輸出功率的波動，設(shè)計了魯棒自適應(yīng)變槳距控制器。在模型參數(shù)未知不確定的情況下，引入復(fù)合誤差變量，設(shè)計了魯棒自適應(yīng)控制律與自適應(yīng)參數(shù)的更新率。在適當(dāng)?shù)?/p>

3、選取設(shè)計參數(shù)后，魯棒自適應(yīng)變槳距控制器能夠抑制轉(zhuǎn)速超速，實現(xiàn)系統(tǒng)的恒功率運行，并且具有有比模糊控制和PID控制更小的波動幅度和更快的調(diào)節(jié)速度。
　　然后，為了進(jìn)一步的抑制輸出功率的波動，在變槳距控制的基礎(chǔ)上結(jié)合轉(zhuǎn)矩控制，設(shè)計了功率平穩(wěn)輸出控制策略。采用變槳距控制，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)輸出的機(jī)械功率，同時通過轉(zhuǎn)矩控制，快速地平抑功率波動，保證系統(tǒng)恒功率運行。這樣，利用轉(zhuǎn)矩控制的快速性改善和優(yōu)化了系統(tǒng)輸出功率特性。將低風(fēng)段與高風(fēng)段的控制策略相結(jié)合

4、，在額定風(fēng)速以下時采用定槳距下基于最佳葉尖速比法的全階無抖振滑?？刂颇Ｊ?，額定風(fēng)速以上時，采用變槳距控制與轉(zhuǎn)矩控制相結(jié)合的功率平穩(wěn)輸出控制模式，實現(xiàn)全風(fēng)速下的功率優(yōu)化控制。
　　最后，為了減小成本，增加系統(tǒng)可靠性，提出一種自適應(yīng)全階滑模觀測器來實現(xiàn)無傳感器控制，將全階無抖振終端滑?？刂婆c自適應(yīng)控制相結(jié)合來估計轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置?；谟来磐诫姍C(jī)的電壓平衡方程，設(shè)計全階終端滑模面，通過控制律的設(shè)計，削弱了控制量的抖振。運用自適應(yīng)控制來提