雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的哈密頓系統(tǒng)建模與控制.pdf

1、環(huán)境污染和能源危機(jī)一直是困擾世界的難題，尋找一種既清潔又取之不盡的新型能源迫在眉睫。風(fēng)能是一種清潔可再生能源，加強(qiáng)對它的開發(fā)利用對于緩解能源危機(jī)、減輕環(huán)境污染具有重要的意義。風(fēng)力發(fā)電是對風(fēng)能利用最典型一種途徑，近年來，世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展，雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)因其一系列典型優(yōu)勢在大型風(fēng)電市場中占主要地位。因其是一個強(qiáng)非線性系統(tǒng)，存在著強(qiáng)耦合，并且在運(yùn)行過程中擾動劇烈以及系統(tǒng)在不同運(yùn)行狀態(tài)時有著不同的控制目標(biāo)，運(yùn)用經(jīng)典PI控制方法對其進(jìn)

2、行控制有諸多不足，因此對其設(shè)計一種新型控制方法很有意義。
　　針對經(jīng)典PI控制方法在雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制中的一些不足，人們提出了很多先進(jìn)的非線性控制方法，近年來，一種基于能量成形以及基于端口受控哈密頓(PortControlled Hamiltonian，PCH)的方法越來越受到控制界的關(guān)注，且已經(jīng)取得了階段性的研究成果。本文將該方法用于雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)計出系統(tǒng)機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)控制器，來達(dá)到比常規(guī)控制方法更好的控制性能。
　　

3、第一，介紹了幾種主要的非線性控制方法，重點論述了基于PCH模型的控制方法應(yīng)用在雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)上的優(yōu)勢以及該方法的發(fā)展過程和現(xiàn)狀。給出了當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的幾種主要形式，以及幾種典型的控制電路等。
　　第二，建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)模型、系統(tǒng)機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)原始數(shù)學(xué)模型以及其在兩相dq坐標(biāo)系下的模型，結(jié)合PCH模型的典型形式，得到了系統(tǒng)機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)的PCH模型。
　　第三，簡要分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的能量流動特征?？偨Y(jié)了系統(tǒng)兩側(cè)

4、不不同運(yùn)行狀態(tài)下的控制目標(biāo)，并基于此求出了系統(tǒng)期望平衡點。給出了狀態(tài)PCH控制器求取原理，求取了系統(tǒng)機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)狀態(tài)PCH控制器。
　　第四，針對雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行階段隨機(jī)擾動多的特點，給出了另一種基于PCH模型的控制方法，即狀態(tài)誤差PCH控制方法。介紹了狀態(tài)誤差PCH控制器求取原理，求取了系統(tǒng)機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)的狀態(tài)誤差PCH控制器。
　　第五，在Matlab/Simulink環(huán)境下建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，對求取的狀態(tài)P