大型风电机组自抗扰转速控制

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1、第16卷第9期电机与控制学报Vol.16No.92012年9月ELECTRICMACHINESANDCONTROLSep．2012大型风电机组自抗扰转速控制1，2，31，21，2夏安俊，胡书举，许洪华(1．中国科学院电工研究所，北京100190;2．中国科学院风能利用重点实验室，北京100190;3．中国科学院研究生院，北京100049)摘要:大型风电机组通常具有较大的转动惯量，因此在风速变化时机组转速不能快速地跟踪最大功率点。为了提高风电机组在低风速下对风能的利用率，提出自抗扰转速控制策略。利用基于转速反馈的扩张状态观测器对系统的内外扰

2、动进行观测，并采用扰动补偿的方法，将风电机组等效为一阶线性系统。基于自抗扰控制原理设计了系统的转速控制器。实时估计出机组捕获的机械功率并计算出转速给定值，采用转速控制器直接对转速进行控制。仿真结果表明，与采用传统的功率控制策略的机组相比，自抗扰转速控制策略在风速变化时对最大功率点的跟踪速度要快，机组对风能的捕获效率得到了提高，同时对风力机的参数依赖性小。关键词:风力机;最大功率点跟踪;转动惯量;自抗扰控制;扩张状态观测器;微分跟踪器中图分类号:TM614文献标志码:A文章编号:1007－449X(2012)09－0033－06Speedc

3、ontroloflargescalewindturbinesbasedonactivedisturbancerejectioncontrol1，2，31，21，2XIAAn-jun，HUShu-ju，XUHong-hua(1．InstituteofElectricalEngineering，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China;2．KeyLaboratoryofWindEnergyUtilization，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，Chi

4、na;3．GraduateUniversity，ChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract:Alarge-scalewindturbinetypicallyhasagreatermomentofinertiawhichpreventsthemachinefromchangingspeedfastenoughtofollowthemaximumpowerpointwhenwindspeedchanges．Inordertoimprovethewindenergyutilizat

5、ionofwindturbinesinlowwinds，thespeedcontrolstrategybasedonactivedisturbancerejectioncontrol(ADRC)wasproposed．Internalandexternaldisturbanceofthesys-temwasobservedbytheextendedstateobserver(ESO)basedonthefeedbackofrotorspeed．Thewindturbinewasequivalenttoafirst-orderlinears

6、ystembycompensatingthedisturbance．Thespeedcontrol-lerofthesystemwasdesignedbasedontheactivedisturbancerejectioncontroltheory．Thespeedsetpointwascalculatedonthebasisofthemechanicpowercapturedbythewindturbinewhichwasestimatedreal-timelyandtherotorspeedwascontrolleddirectlyb

7、ythespeedcontroller．Simulationresultsshowthatcomparedtotraditionalpowercontrolstrategy，thespeedcontrolstrategybasedonADRChasdistinctad-vantagesoftackingthemaximumpowerpointmorequicklyandimprovingthewindenergyutilizationofwindturbines，whenwindspeedchanges，andhaslessdepende

8、nceontheparametersofwindturbine．Keywords:windturbine;maximumpowerpointtracking;momentofinertia;a