前端调速式风电机组变桨系统智能容错控制研究

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1、■—中图分类号：ＴＭ６１４密级；公开ＵＤ。＿本校编号；讀Ｗ交４义聲工程硕±学位论文论文题目：則端调速式风电机组变浆系统智能容错控制研究＿研究生姓名：付勃学号：０６１２０８９学校指导教师姓名：董海巧教授职称：企业指导教师姓名：曹立新职称高级工程师：申请学位工程领域名称；控制工程２０１５．６．１２论文提交日期：公答鮮円巧．２０１５．６．８独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和

2、取得的研究成果，除了文中特别加兴标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作。与我了明确的说明并表示了谢意。＾学位论文作者签名：巧签字日期：少咬串月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。同意学校，并采用影印、缩印或扫描

3、等复制手段保存、汇编ｔｕ供查阅和借阅向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名；签／２？日字日期心Ｗ年《月日签字日期：山Ｉ主年６月工程硕士学位论文前端调速式风电机组变桨系统智能容错控制研究ResearchonIntelligentFaultTolerantControlPitchSystemofWindTurbineswithFront-endSpeedControl作者姓名：付勃工程领域：控制工程研究方向：风力发电技术学号

4、：0612089校内导师：董海鹰教授企业导师：曹立新高级工程师完成日期：2015年4月15日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要以液力变距技术为核心的前端调速式新型机组的应用，能有效解决传统风电机组对电网的污染以及安全问题，并提高发电质量。与此同时，风电机组中的电动变桨系统受自身元器件工作年限以及恶劣的工作环境影响，不可避免的会发生故障导致变桨功能无法顺利完成，从而引起巨额的财产损失。鉴于此，针对电动变桨系统中的易故障部位电流与速度传感器分别进行相关容

5、错控制研究，能够对我国风电事业的发展产生积极有效的作用。本文首先阐述了机组以及电动变桨系统的组成结构，分析异步电机的动态数学模型，研究了基于转子磁链定向的矢量控制电机数学模型，搭建从位置到速度再到电流闭环控制的电动变桨系统模型。根据控制目标的不同，每个闭环选择不同控制调节器，结果验证了所搭建系统模型的可行性。针对变桨过程中常见的电流传感器故障，提出一种基于单电流检测的电动变桨系统变论域模糊智能容错控制方法。该方法利用调制法保证三相电流能在任意两个相邻采样周期内得到及时更新，确保闭环系统稳定。通过自适应阈值故障

6、判断法完成故障相电流传感器的切换及容错。针对调制法引起的重构信号误差及电动变桨系统的主要控制目标，将变论域模糊控制方法应用于速度环，改善系统抗负载扰动能力，提高容错系统鲁棒性。结果表明该容错控制方法使得变桨系统在传感器故障情况下牺牲部分系统性能后依然具有较理想的控制特性，验证了该方法的正确性。针对电动变桨系统中的速度传感器故障，提出一种基于全阶磁链观测器的电动变桨系统容错控制方法。以转子磁链和定子电流作为所设计全阶磁链观测器的输入变量并着重研究反馈增益矩阵。监控传感器运行状态的同时实现故障诊断。当确诊为速度传

7、感器故障，利用磁链观测器估算转速，代替故障速度传感器使得闭环系统依然稳定，最终实现变桨系统速度传感器的容错控制。考虑到电机定子电阻波动会引起转速辨识精度下降，分析并推导了转速与电阻自适应率。结果表明该容错控制可以实现变桨系统容错控制，验证了该方法的正确性。关键词：前端调速式风电机组；电动变桨；容错控制；传感器故障论文类型：应用研究-I-前端调速式风电机组变桨系统智能容错控制研究AbstractTheapplicationofthenewfront-endspeedregulationunitbasedonth

8、ehydraulictorquevariationtechnology,whichcaneffectivelysolvethegridpollutioncausedbythetraditionalwindpowergenerationandsecurityproblems,improvepowergeneratingquality.Atthesametime,theelectricpitchsyst