雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)積分滑模勵(lì)磁控制與混合粒子群優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流勵(lì)磁，因勵(lì)磁電流頻率、幅值和相位可控，具有功率調(diào)節(jié)靈活、調(diào)速性能優(yōu)良及勵(lì)磁容量小等優(yōu)點(diǎn)，成為目前變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的主要機(jī)型之一。有效的勵(lì)磁控制策略是實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)越運(yùn)行性能的關(guān)鍵，而雙饋發(fā)電機(jī)良好的電磁特性及工作特性是實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)有效控制的前提。因此，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究對(duì)于風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
　　 本文圍繞雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制易受系統(tǒng)不確性影響的問(wèn)

2、題，建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)空載及發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)下勵(lì)磁控制模型，證明了滑?？刂撇呗詫?duì)包括運(yùn)行狀態(tài)切換在內(nèi)的系統(tǒng)不確定因素具有匹配性，提出了一種基于指數(shù)趨近率的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)積分滑模勵(lì)磁控制策略，并對(duì)理想情況、電機(jī)參數(shù)攝動(dòng)、電網(wǎng)電壓擾動(dòng)及狀態(tài)切換情況下雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)空載運(yùn)行勵(lì)磁控制進(jìn)行仿真研究。結(jié)果表明，積分滑模勵(lì)磁控制策略無(wú)需任何調(diào)整即可實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)從空載運(yùn)行到發(fā)電運(yùn)行，且對(duì)電機(jī)參數(shù)攝動(dòng)及電網(wǎng)電壓擾動(dòng)具有較強(qiáng)的魯棒性。
　　

3、同時(shí)，本文針對(duì)粒子群算法在處理雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)等非線性多峰值優(yōu)化問(wèn)題時(shí)收斂速度慢、易陷入局部最優(yōu)等問(wèn)題，提出了混合粒子群優(yōu)化算法，在慣性權(quán)重更新機(jī)制中引入了個(gè)體模糊調(diào)節(jié)策略，對(duì)同一代的不同粒子根據(jù)適應(yīng)度值優(yōu)劣模糊選擇不同的慣性權(quán)重；在粒子位置更新機(jī)制中引入了自適應(yīng)變異操作，根據(jù)種群多樣性狀況自適應(yīng)確定變異概率和變異因子。Benchmark函數(shù)測(cè)試結(jié)果表明，混合粒子群優(yōu)化算法動(dòng)態(tài)平衡了全局搜索與局部搜索能力，實(shí)現(xiàn)了算法收斂性和種群多

4、樣性的同時(shí)兼顧，從而提高了收斂速度和尋優(yōu)精度，不易陷入局部最優(yōu)，對(duì)于非線性多峰值優(yōu)化問(wèn)題不失為一種有效地求解方法。
　　 此外，本文研究了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)特點(diǎn)，探討了發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁變換器參數(shù)匹配問(wèn)題，分析了非正弦勵(lì)磁諧波影響，進(jìn)而建立了電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。在此基礎(chǔ)上，利用混合粒子群優(yōu)化算法分別實(shí)現(xiàn)了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)有效材料成本、額定效率和效率曲線平坦性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)，提出了一種基于Pareto最優(yōu)的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合粒子群多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)