基于模型参考自适应控制的风力发电系统的仿真研究

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1、摘要众所周知能源已成为制约各国经济发展的战略问题，从能源发展战略来看人类必须寻求一条可持续发展的能源道路，可持续能源发展的关键是可持续性。在这种形势下风力发电成为解决能源问题的一个重要途径。本文以无刷双馈风力发电机组为研究对象，结合国内外有关文献，探讨了无刷双馈电机及其风力发电机组的控制策略，深刻提出了发展包括风能在内的可再生能源的紧迫性。在分析无刷双馈风力发电机的基本结构、发展历史和工作原理的基础上，研究了无刷双馈电机自起动、异步运行、同步运行、双馈调速运行、发电机运行的典型运行方式；基于d—q坐标系，建立了无刷双馈电机的动态方程、电磁转矩方程和机械运动方程

2、：研究了无刷双馈电机的空间矢量控制和直接转矩控制等控制策略。研究了风力机风轮的静态模拟和动态模拟的模拟方法；对比分析了风力机模拟系统中三种原动机——直流电动机、永磁同步电机和异步电动机的优缺点；提出一种新的风力机风轮动态模拟方法，构建了一个风力发电模拟系统，该系统由上位机、模拟系统和发电系统三部分组成，进行了相关实验。综合分析了最优控制、I-Ioo控制、滑动模控制和智能控制等现代控制方法在风力发电机组控制中的应用；建立了一种新的同步坐标系下的无刷双馈电机的解耦数学模型；针对PID控制的不足，提出基于自抗扰控制的风力发电机组功率解耦控制策略，仿真结果验证了自抗扰

3、控制策略的可行性和正确性。根据模型参考自适应控制技术的基本结构和设计方法，在无刷双馈电机解耦控制数学模型基础上，提出风力发电系统控制LMFC．PI控制策略，进行了LMFC．PI控制策略的仿真研究。关键词：无刷双馈风力发电机；模型参考自适应控制；风力机模拟：自抗扰控制：LMFC．PI控制￡蛮三些銮兰三兰翌老耋堡堡兰AbstractIt’Swellknownthatenergyhasbeenacriticalproblemthatrestricteconomicdevelopmentofa11countries．Humanmustfindasustainablep

4、athforenergyproblemfromalongterm．Thekeyofsustainableenergyissustainable．InthissituationWindGenerationbecameaimportantpathforsolvingenergyproblem．Thethesismain!yresearchbmshlessdoublyfedwind(BDFM)andbrushlessdoublyfedwindgeneration(BDFWG)System．Thepaperunifiesthedomesticandoverseasre

5、latedregulationsandtheliteraturetodiscussthecontrolstrategyofBDFMandBDFWG．．Basedonenergysituationofa11countriesintheworld．Wedeeplyknowtheimportanceofrenewableenergyincludingwindenergy．Basedonanalysisingthecharacteristicofstructure，theprincipleanddevelopmenthistoryofBDFM．Weresearched

6、fouroperationsaboutBDFM．asynchronousmodeofoperation，synchronousmodesofoperation，double-fedmodesofoperationandgeneratormodeofoperation．Basedond-qcoordinateswederivatedtheBDFM’Sdynamicequation，electricaltorqueequationandmechanicalmovementequation．Atlastweresearchedcontrolstrategiesabo

7、utBDFMFieldOrientationControlandDirectTorqueControlResearchedtwosimulationsaboutwindturbinerotor-dynamicsimulationandstaticsimulationAnddiscussedthreeprimemotorsinthesimulationsystem—DCMotor，PermanentMagnetSynchronousMotorandAsynchronousMotor．DeVelopedanovelwindturbinesimulationandd

8、esignedawholewindpo