預(yù)測(cè)函數(shù)控制在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用.pdf

1、華北 電力大學(xué)碩 士學(xué)位 論文摘 要電壓 不 穩(wěn) 定 是 電 網(wǎng)運(yùn) 行 的特 征 之 一 ，并 網(wǎng)運(yùn) 行 的風(fēng) 力 發(fā) 電機(jī) 組 時(shí) 常 受 到 電壓 波動(dòng) 的影 響 ，進(jìn) 而 影 響 了控 制 器 的控 制 效 果 。風(fēng) 電系 統(tǒng) 是 一 個(gè) 非 線 性 延 時(shí)系 統(tǒng) ，因此定 子 側(cè) 的 電壓 波 動(dòng) 總 是 存 在 的 。本 文 以 電壓 波 動(dòng) 的工 況 為 出發(fā) 點(diǎn) ，根 據(jù) 坐 標(biāo) 變 換 理論 建 立 了雙 饋 異 步發(fā)

2、電機(jī) 在 兩相 旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo) 系 下 的數(shù) 學(xué)模 型 ，同時(shí)考 慮在 電網(wǎng) 電壓 不平 衡 擾 動(dòng) 工 況 下 ，對(duì) 此 模 型 進(jìn) 行 了進(jìn) 一 步 的修 正 。其 次 ，分 析 了其 輸 出機(jī) 械 功 率 和轉(zhuǎn) 速 的 特 性 關(guān) 系 以及 最 大 風(fēng) 能 捕 獲 的 控 制 策 略 ，建 立 了變 速 恒 頻 風(fēng) 電矢 量 控 制 系統(tǒng) 。最 后 ，本 文 將 預(yù) 測(cè) 函數(shù) 控 制 應(yīng) 用 于 最 大 風(fēng) 能 的捕 獲 ，并 設(shè) 計(jì)

3、 了預(yù) 測(cè) 函數(shù) 控 制 器 。仿 真 結(jié) 果 成 功 的驗(yàn) 證 了預(yù) 測(cè) 函數(shù) 控 制 在 定 子 側(cè) 電 網(wǎng) 電壓 擾 動(dòng) 的 工 況 下 改 善 控 制 效果 的 正確 性 和 有 效 性 。關(guān) 鍵 詞 : 風(fēng) 力 發(fā) 電 ，變 速 恒 頻 ，矢 量 控 制 ，預(yù) 測(cè) 函數(shù) 控 制 ， 電壓 擾 動(dòng)A B S T R A C TT hegr i deonn eet edwi ndt uthi ne1 5oft en a月 七 ct

4、 edbyvol t agefl uetuati onsw hieh1 5oneoftheeharact eri st i esof 幼 d ，there b yaff e ct i ngthePerform anceofeontr ol l ers.T hew i ndPow ersy stem15an o n li n eartim ed elaysy stem ，叨 dthev o ltag eo fstato rsid eal

5、w 盯 5fl u etuates.F irstly，thisP aP eran aly sestheoP eratio nintheo ry ，itsetsuPthem at h em atiealm o d elo fd o u b lyfedin du etio ng en erato rtw o 一 P h aserotat i n geo o rd in atesy stemac eo rdin gtotheeo o ul i

6、n atetran sform atio ntheo ry .M ean w h ileitalsoam en d sthem o d eleo n sid eri n gtheP o w ergr i dvol t agedi st urbanee. Seeondl y，thi sPaPeranal ysest heeharact er i st i erel at i onshi Psb etw eeno u tPutm eeh a

7、n iealPo w eran drotat ionsPeed . A 刀 dt h eeon tr o lstrateg yo fm ax i m umw i ndenergycaPtU r e1 5PrOP osed. ItalsosetsuPavar i ab l esPeedeonstantfr equeney (V S C F )w i ndPow erveet oreont rolsystem .F i nall y，the

8、Predi eti vefuneti onaleont r ol (P F C ) 15aPPl i edtocaP tu r eo fthelarg estw in den erg y.An ditalsod e sign sth eP red ietiv efun etio neo niroller.T hrought hesi m ul ati on， theeont rolPerf o rm aneeofPFCunderthes

9、t at or- si degh dvol t aged istu th an eeeo n d iti o n s15v eri fi edeo rreetan dsu e e essful.W 如g Z hen t ao(C ontro l T heory an d C ontrol E ngi n eering)D ire e te db yP ro f.H o uG u o lia nK E YW O R D S : w i n

10、dP ow ergenera t i on，V S C F，veetoreontr o l ， P F C ， vol tagedi stothanee! 、華北 電力大學(xué)碩士學(xué)位論文3.3.2DF IG 電 網(wǎng) 電壓 定 向矢 量 控 制 .. .. ... .. .. .. . .. . .. .. .. .. . … … 323.4DFIG 的最 大 風(fēng) 能追 蹤 控 制 .............................

11、......… … 343.4. 1 變 速 恒 頻 風(fēng) 力 發(fā) 電系 統(tǒng) 的運(yùn) 行 區(qū)域 . .. ... . ... .. . .. . .. .. . .… … 343.4.2 定 槳 距 情 況 下 風(fēng) 力 發(fā) 電系 統(tǒng) 最 大 風(fēng) 能追 蹤 的原 理 .. . .. .. .. .. … … 363.4.3 最 大 風(fēng) 能 追 蹤 的控 制 原 理 ... .. ... ... .. .. ... .. ... . .. ..

12、 .… … 3 73.5 本 章 小 結(jié) ..................................................… … 38第 四章 多變量 預(yù)測(cè) 函數(shù) 控 制策 略 的研 究和 在 風(fēng) 力發(fā) 電中的應(yīng) 用 ........… … 404. 1 模 型 預(yù) 測(cè) 控 制 ..............................................… … 404.1.1 序 言 .. ... .

13、.. .. .... .. ... .... ... .. .. .. .. .. ... ... ... .… … 404.1.2 模 型 預(yù)測(cè) 控 制 的基 本 原理 .............................… … 404.2 預(yù) 測(cè) 函數(shù) 控 制 的基 本 原 理 ....................................… … 414 .2. 1 引 入 基 函數(shù) .. .. .. .. ...

14、.. ... . . . . . . . . .. .. .. .. .. . .. .. .… … 4 14 .2.2 參 考 軌 跡 . .. . . . .. .... .. .. . . .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. … … 4 14.2.3 預(yù) 測(cè) 模 型 .. .. ... ... ... ... ... .. ... .. .. .. .. .. ... .. .. .… … 424

15、.2.4 誤 差 補(bǔ) 償 . .. . . . .. .... .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. … …4 34 .2.5 滾 動(dòng) 優(yōu) 化 . . .. . . . . ... .. ... .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .… … 444.3 一 階 加 純 滯 后 對(duì) 象 的預(yù) 測(cè) 函數(shù) 控 制 .....................

16、.......… … 464.4 二 階 對(duì) 象 的預(yù) 測(cè) 函數(shù) 控 制 ....................................… … 484.5 多變 量 預(yù) 測(cè) 函數(shù) 應(yīng) 用 于 DFIG 最 大 風(fēng) 能捕 捉 .....................… … 524.5.1 被控對(duì) 象 的參考模 型 ............… … ， .， .......… … ， .… 524.5.2 多變 量 預(yù) 測(cè) 函數(shù)

17、應(yīng) 用 于 最 大 風(fēng) 能捕 捉 仿 真 . .. .. .. .. .. ... .. … … 534.6 仿 真 結(jié) 論 .. ... .. .. .. .. . .. .... .. .. .. . . .. .. .. .. .. .. .. .. . .… … 55第 五 章 結(jié) 論 和 展 望 .........................................… … ， … 56參 考 文 獻(xiàn) .......

18、........................................… … ， .… … 58致 謝 .. .. ... .. .. .. .... ... ........ .. ...... .. .. .. .. .. .. ..... ..… … 引附 錄 .......................................................… … 62在 學(xué) 期 間發(fā) 表 的 學(xué) 術(shù) 論 文