永磁直驅風電系統(tǒng)機側控制算法的研究.pdf

1、隨著石油、煤炭、天然氣等化石燃料的枯竭,可再生能源越來越受到世界各國的廣泛關注。風能作為一種安全可靠無污染的可再生能源,近年來,在全世界得到了快速發(fā)展,尤其是永磁直驅風力發(fā)電系統(tǒng)得到越來越多的關注,本文主要的研究內容是永磁直驅風電系統(tǒng)機側控制算法的研究和風機模擬的實現(xiàn)。
　　本文首先介紹了國內外風電研究的現(xiàn)狀及其未來風電的發(fā)展趨勢,然后介紹風力發(fā)電系統(tǒng)變流器研究現(xiàn)狀,結合變流器的主要拓撲結構,本文選擇了背靠背式PWM變換拓撲結構,

2、并且對變流器的各種控制方法進行了分析,緊接著對觀測器和風機模擬技術的研究現(xiàn)狀進行了分析。其次,從能量成型的角度分析了分析無源性和耗散性的相關理論,通過歐拉-拉格朗日方程衍生出系統(tǒng)哈密頓表達形式,論述了歐拉-拉格朗日系統(tǒng)及其控制器的設計思想,結合端口受控哈密頓方程和系統(tǒng)耗散性的概念,得到本文所要研究的端口受控耗散哈密頓系統(tǒng)( Port-controlled Dissipative Hamiltonian,PCHD)。將PCHD系統(tǒng)與永磁直

3、驅風力發(fā)電系統(tǒng)相結合,建立永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的PCHD模型,為了實現(xiàn)最大風能追蹤(MPPT)控制,將PCHD理論與非奇異終端滑模(NTSM)相結合,提出了一種永磁直驅風電系統(tǒng)的雙閉環(huán)轉速系統(tǒng)控制方案,并與傳統(tǒng)PI控制進行了對比研究。所提控制策略使得系統(tǒng)具有更快的響應速度,魯棒性和抗干擾能力較好,很好的實現(xiàn)了系統(tǒng)的最大風能追蹤控制。然后,針對在機側控制中,光電編碼器在強電干擾下或出現(xiàn)故障的情形下,容易將錯誤的轉速和相位信息采集過來等問題,提